採樣率轉換器的數據流控制機制的製作方法
2023-07-10 07:44:36
專利名稱：採樣率轉換器的數據流控制機制的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，並且尤其涉及採樣率轉換器的數據流控制機制。
背景技術：
採樣率轉換器(SRC)在保持信號質量的同時將信號從輸入採樣率轉換為輸出採樣率。SRC的主要問題之一是數據流控制，其表示當以輸入採樣率使用SRC輸入端具有的可用數量樣本時以所需輸出採樣率在其輸出端維持數據生成的能力。採樣率轉換器的數據流控制機制調節採樣率轉換器的數據流，以使得採樣率轉換 器總能夠從其輸入端處設定數量的樣本而在其輸出端提供所要求數量的樣本。典型地，採樣率轉換器從其輸入端處設定數量的樣本而不斷在其輸出端生成設定數量的樣本。這個功能取決於在輸入採樣率與輸出採樣率之間的所設定的精確比值的可維持性。典型的SRC問題在於，由於頻率合成器的有限精度的原因，輸出採樣率與輸入採樣率之間的比值(採樣率比)與SRC所支持的比值不同。在這種情況下，由於用於生成輸出樣本的輸入樣本不足(如果實際採樣率高於SRC所支持的採樣率的話)，或者由於輸入樣本太多而不能保存用於生成所要求數量的輸出樣本(如果實際採樣率低於SRC所支持的採樣率的話)，SRC將開始產生誤差。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種用於調節SRC數據流的方法。本發明的另一個目的是，即使輸出採樣率源自於頻率調製合成器，也保持SRC數據流。本發明是關於數據流控制機制，該數據流控制機制調節SRC數據流以使得即使實際採樣率比與預定義的採樣率比不同，SRC也會通過動態調節其操作以適應實際採樣率比而保持其功能性。本發明的第二部分在於如果調製信號和調製指數是已知的，則即使在輸出採樣率源自頻率調製合成器的背景下，也保持SRC數據流。這些目的通過如權利要求I中限定的採樣率轉換器來實現，該採樣率轉換器包括-用於對輸入數據流進行上採樣的電路；-用於對經上採樣的輸入數據流進行濾波的濾波器；-用於對經上採樣及濾波的輸入數據流進行內插的內插濾波器；-用於存儲經上採樣、濾波及內插的輸入數據流的FIFO，所述存儲以所述第一頻率執行，並且對所述FIFO的讀取以所述第二頻率執行，從而以第二對應率來輸出所存儲的數據。
採樣率轉換器還包括控制塊，該控制塊包括用於生成所述第一頻率的數控振蕩器(NCO)，所述NCO的控制基於表示所述FIFO狀態的信息以及表示數據調製的信息。在一個實施例中，表示數據調製的信息源自在預定時期期間對與調製信號對應的向量所經過的信號區數量的計數。優選地，預定時期對應於待調製的50個符號的集合。內插濾波器基於動態內插或靜態內插。優選地，米樣率轉換器基於與4X上米樣結合的一階線性內插濾波器。本發明還實現了對以第一頻率定時並以第二頻率輸出的輸入數據流的採樣率轉換；所述方法包括以下步驟
-對輸入數據流進行上採樣；-對經上採樣的輸入數據流進行濾波；-對經上採樣及濾波的輸入數據流進行內插；-將經上採樣、濾波及內抽的數據流存儲至FIFO中，所述存儲以所述第一頻率執行，並且對所述FIFO的讀取以所述第二頻率執行，從而以第二對應速率來輸出所存儲數據；該方法的特徵在於其還包括-基於表示所述FIFO狀態的信息以及表示數據調製的信息，控制用於生成所述第一頻率的數控振蕩器(NCO)。在一個特定實施例中，表示數據調製的信息源自在預定時期期間對與調製信號對應的向量所經過的信號區數量的計數。採樣率轉換器和用於執行採樣率轉換的方法尤其適於用於無線電信網絡的用戶設備的發射電路。
通過結合附圖閱讀以下詳細描述，能夠最佳理解本發明的一個或多個實施例的其它特徵。圖I示出配備有數據流控制機制的SRC。圖2a示出內插濾波器的傳遞函數。圖2b示出FIFO 5的讀寄存器和寫寄存器。圖3示出在一個實施例中使用的四相分解濾波器。圖4的概圖示出NCO控制內插過程的方式，生成所需數量的輸出樣本以及這些樣本的正確值。圖5示出可用於校正數據流控制塊10的NCO的值的表格(見反饋控制輸入)。圖6表示隨採樣率比(Fout受被選BT信道影響Fout = (2402+BT_Channel)MHz ；Fin是24MHz)及調製信號行為(在本情況下其特徵是在分析時期期間75個信號區進度)而變的理想Delta NCO參數(ANC0參數)的圖示；見圖I中的前饋控制輸入。
具體實施例方式關於圖1，示出了用於對輸入數據流進行轉換並在改變採樣率時在不損壞數據完整性的情況下傳送數據的採樣率轉換器的一個實施例，其中輸入數據流由數據輸入塊I生成、以(由塊7生成的)第一時鐘CLK_IN進行採樣。SRC轉換器尤其旨在用於無線電信網絡的用戶設備(例如行動電話)的發射器。出於這個目的，輸入數據被輸入到塊2中，該塊2執行過採樣，或者更具體而言使用預定因子X來對輸入數據進行上採樣。應當注意的是，上採樣與所謂過採樣的區別在於在經上採樣的數據流中增加「O」。塊2的輸出連接至濾波塊3的輸入，並且隨後連接至內插濾波器4，該插濾波器4用於提供經過過採樣及內插的數據流。如技術人員所知，採樣率轉換需要內插，並且需要依據原始數據集合而生成新的數據集合。基本上，內插濾波器4可基於兩種機制I.動態內插，
2.靜態內插。 動態內插機制基於針對每個內插樣本對內插濾波器的傳輸特性進行調節。藉此，可在原始採樣頻率位置處實現完美的凹口。信號映像(Fs_input附近)的衰減是採樣率轉換器的主要要求之一。當要求極大消除並且當禁止使用上採樣(或上採樣的等效方式)時，實施動態自調內插濾波器的複雜性使這個方法具有吸引力。還可以使用逮態內插機制，但是逮態內插機制因為在重採樣過程中原始信號的映像(Fs_input附近)會被混疊在有用信號頂部而受到限制。這個映像可以通過以下來衰減I.增加內插濾波器的階數，2.在採用特定階數的內插之前增大過採樣因子。內插濾波器4可基於這兩個機制中的一個或者甚至結合這兩種技術，用於實現最佳實施方式的目的。在一個實施例中，SRC基於與4X上採樣結合的一階線件內插濾波器。優選使用一階內插而非「O」階內插(重採樣)。實際上，如由下面表格證明的那樣，為了實現原始採樣頻率映像(假設為500kHz的被採樣信號)的70dB衰減，需要過採樣率為1536，並且肯定不容易實現(該過採樣比被稱為用於500kHz信號的最小採樣比，意為IMS/s)。
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權利要求
1.一種採樣率轉換器，用於執行對以第一頻率定時並以第二頻率輸出的輸入數據流的數據轉換，所述採樣率轉換器包括 -用於對所述輸入數據流進行上採樣的電路(2); -用於對經上採樣的輸入數據流進行濾波的濾波器(3)； -用於對經上採樣及濾波的輸入數據流進行內插的內插濾波器(4)； -用於存儲經上採樣、濾波及內抽的輸入數據流的FIF0(5)，所述存儲以所述第一頻率執行，並且對所述FIFO的讀取以所述第二頻率執行，從而以第二對應速率來輸出所存儲的數據。
其特徵在於，還包括 控制塊(10)，所述控制塊(10)包括用於生成所述第一頻率的數控振蕩器(NCO)，所述NCO的控制基於表示所述FIF0(5)的狀態的信息以及表示數據調製和採樣率比變化的信肩、O
2.根據權利要求I所述的採樣率轉換器，特徵在於 所述表示數據調製的信息源自在預定時期期間對與調製符號對應的向量所經過的信號區的數量的計數。
3.根據權利要求2所述的採樣率轉換器，特徵在於 所述預定時期對應於待調製的50個符號的集合。
4.根據權利要求I至3中的任一項所述的採樣率轉換器，特徵在於 所述內插濾波器基於動態內插。
5.根據權利要求I至3中的任一項所述的採樣率轉換器，特徵在於 所述內插濾波器基於靜態內插。
6.根據權利要求I至3中的任一項所述的採樣率轉換器，特徵在於 所述採樣率轉換器基於與4X上採樣結合的一階線性內插濾波器。
7.根據前述權利要求中的任一項所述的採樣率轉換器，特徵在於 所述採樣率轉換器用於無線電信網絡的用戶設備的發射電路中。
8.一種包括發射電路的行動電話，所述發射電路基於如權利要求I至7中的任一項所定義的採樣率轉換器。
9.一種用於調節SRC數據流並用於動態調節所述SRC的操作以適應實際採樣率比的數據流控制方法，所述方法包括步驟 -測量所述SRC支持的數據流與所述實際數據流之間的差，並且如果所述實際數據流比所述支持的數據流大，則通知所述SRC數據流控制器以增加所述支持的數據流； -如果調製信號和調製指數是已知的，則即使在所述輸出採樣率源自頻率調製合成器的背景下，也保持SRC數據流。
10.一種用於執行對以第一頻率定時並以第二頻率輸出的輸入數據流的採樣率轉換的方法，所述方法包括以下步驟 -對所述輸入數據流進行上採樣； -對經上採樣的輸入數據流進行濾波； -對經上採樣及濾波的輸入數據流進行內插； -將經上採樣、濾波及內抽的數據流存儲至FIFO中，所述存儲以所述第一頻率執行，並且對所述FIFO的讀取以所述第二頻率執行，從而以第二對應速率來輸出所存儲的數據； 其特徵在於還包括 -基於表示所述FIFO的狀態的信息以及表示數據調製和採樣率比變化的信息，控制用於生成所述第一頻率的數控振蕩器(NCO)。
11.根據權利要求10所述的方法，特徵在於 所述表示所述數據調製的信息源自在預定時期期間對與調製符號對應的向量所經過的信號區的數量的計數。
12.根據權利要求11所述的方法，特徵在於 所述預定時期對應於待調製的50個符號的集合。
13.根據權利要求10至12中的任一項所述的方法，特徵在於 所述內插濾波器基於動態內插或靜態內插。
14.根據權利要求10至11所述的方法，特徵在於 所述方法基於與4X上採樣結合的一階線性內插濾波器。
15.根據權利要求9至14中的任一項所述的方法，特徵在於 所述方法用於無線電信網絡的用戶設備的發射電路中。
全文摘要
一種用於執行對以第一頻率定時並以第二頻率輸出的輸入數據流的採樣率轉換的採樣率轉換器，包括用於對輸入數據流進行上採樣的電路(2)；用於對經上採樣的輸入數據流進行濾波的濾波器(3)；用於對經上採樣及濾波的輸入數據流進行內插的內插濾波器(4)；用於對經上採樣、濾波及內抽的輸入數據流進行存儲的FIFO(5)，所述存儲以所述第一頻率執行，並且對所述FIFO的讀取以所述第二頻率執行，從而以第二對應速率來輸出所存儲數據；該採樣率轉換器的特徵在於還包括控制塊(10)，所述控制塊(10)包括用於生成所述第一頻率的數控振蕩器(NCO)，所述NCO的控制基於表示所述FIFO狀態的信息以及表示數據調製和採樣率比變化的信息。
文檔編號H04L7/00GK102742157SQ201180006170
公開日2012年10月17日 申請日期2011年1月7日 優先權日2010年1月15日
發明者安德烈·圖多塞 申請人:意法愛立信有限公司