CN101258689B - 无线通信装置和通信控制方法 - Google Patents
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Abstract
公开了无线通信装置和通信控制方法,即使在通信控制的信息随着功能变更发生了变更时,也通过进行适当的校正而提高通信质量。在无线通信装置(100)中设置了:多个可重构功能单元(可重构功能模块(1031)),通过重构有关通信的功能,进行根据多个通信方式的数字信号处理;以及控制通信动作的通信动作控制功能单元,其中,可重构功能单元包括被写入通信控制的信息的属性寄存器(10311),所述通信动作控制功能单元包括:功能设定控制单元(107),每次重构所述通信功能时,将所述通信控制的信息盖写到所述属性寄存器中;以及通信控制单元(104),基于所述属性寄存器所存储的所述通信控制的信息,进行通信控制。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信装置和通信控制方法,特别涉及能够对应多个无线通信方式的无线通信装置,以及自适应地切换无线通信方式的各种条件的无线通信装置和通信控制方法装置。
背景技术
近年来,随着无线通信的需求的迅速扩大,出现了采用不同无线通信方式的各种各样的无线通信标准泛滥,并被混合使用的情况。在这种情况下,对具有所谓多模式功能的无线通信装置的需要日益高涨,该多模式功能通过在一个无线通信装置内对应这些多个不同的无线通信方式,能够对用户提供无缝的连接环境。
在无线通信装置中,作为用于实现多模式功能的一个方法,例如专利文献1和专利文献2中所公开那样,提出了下述方法的建议,采用通过软件程序或设定参数等的变更,可切换所述装置中的无线通信功能的结构。这样的结构有时被称为软件(software)无线机或可重构(reconfigurable)无线机。
下面,作为通过以往的软件无线机的结构,切换功能来对应多个无线通信系统的情况的结构和动作的一个例子,假设下述情况并使用图1进行说明:切换功能来对应与WCDMA(Wideband CDMA:宽带码分多址)移动电话系统用的标准规格对应的无线通信方式(以下称为WCDMA方式),以及与IEEE802.11a标准规格对应的无线通信方式(以下称为11a方式)的情况。所述WCDMA移动电话系统是第三代移动电话系统标准之一,所述IEEE802.11a标准规格是无线LAN系统之一。
在图1中,无线通信装置10能够变更其无线通信处理功能,它由以下单元构成:模拟信号处理单元15、模拟/数字变换处理单元20、可重构数字信号处理单元30、总线60、重构控制总线65、通信控制单元70、定时器75、重构用存储单元80以及功能设定控制单元85。模拟信号处理单元15、模拟/数字变换处理单元20和可重构数字信号处理单元30为通过变更软件程序和 设定参数等,可以变更其处理功能的结构。
可重构数据信号处理单元30由可重构信号处理模块40、I/O(输入输出)单元35、50以及通用存储器55构成。可重构信号处理模块40负责与WCDMA方式和11a方式对应的一系列数字无线通信处理,例如具有进行编解码处理、调制/解调处理、复用处理、接收同步处理、滤波处理等处理的结构。其处理功能的变更,基于功能设定控制单元85的控制,通过读出在重构用存储单元80中所存储的规定的功能设定用软件程序或者设定参数等,并将其通过重构控制总线65提供,从而实现处理功能的变更。
这里,例如在进行功能变更以使无线通信装置10对应于WCDMA方式时,对所述可重构数字信号处理单元30进行以下设定:作为编解码处理,进行卷积编码或Turbo编码以及相应的解码处理;作为调制/解调处理,进行与QPSK调制方式对应的调制/解调处理;作为复用处理,进行通过直接扩频的码分复用以及其逆变换处理;作为接收同步处理,对依照WCDMA标准的扰码和同步用信道进行同步处理;以及作为滤波处理,设定可满足平方根奈奎斯特特性的发送/接收滤波处理的功能。
在从WCDMA移动电话系统的基站等其它无线通信装置,与无线通信装置10进行无线通信时,对通过天线接收到的数字调制信号,在模拟信号处理单元15中进行规定的放大、变频、选频等模拟处理后,在模拟/数字变换处理单元20中其被量化为数字信号,并且所获得的数字数据序列被提供给可重构数字信号处理单元30。在可重构数字信号处理单元30中,所输入的数字数据序列通过I/O单元35被输入到可重构信号处理模块40,并进行依照WCDMA方式的规定的接收解调和解码处理。最后获得的接收比特数据序列通过I/O单元50被暂时存储在通用存储器55中,并为了用于以后的应用等高层处理中而通过总线60被读出。
在无线通信装置10中,进行上述接收处理时,取得与WCDMA方式的下行链路信号的同步,并基于获得的同步定时,只选择在后面的接收处理中所需的数据,将其输出到后级的处理系统,并且将与WCDMA系统相关的定时信息提供给定时器75。在定时器75中,基于该系统定时信息,开始与系统定时同步的定时动作。具体而言,定时器75由计数器构成,该计数器与系统的帧定时同步地进行计数动作。
相反,在无线通信装置10中,需要向基站等进行上行链路发送时,通过 总线60将发送比特数据序列暂时存储于存储器55后,通信控制单元70基于来自定时器75的系统定时信息,决定开始上行链路发送处理的定时,对定时器75指示发送开始定时信息。
具体来说,这相当于写入作为发送开始定时的计数值。在定时器75中,计数值与上述的设定为所述发送开始定时的定时一致后,将发送处理开始使能信号提供给I/O单元50。在I/O单元50中,收到所述发送处理开始使能信号(enable signal)后,依次读出在通用存储器55中暂时存储的发送比特数据序列,将其提供给可重构信号处理模块40,在可重构信号处理模块40中,进行与WCDMA的上行链路发送处理对应的规定的发送信号处理。所获得的发送数字调制信号通过I/O单元35后,由模拟/数字变换处理单元20变换为模拟信号,在模拟信号处理单元15中对其进行规定的频带限制、变频、放大等模拟信号处理后,通过天线无线发送到基站。
在无线通信装置10将其通信处理功能从WCDMA方式切换为对应于11a方式的功能时,进行以下所示的动作。即,功能设定控制单元85从重构用存储器80中读出软件程序和设定参数等,该软件程序和设定参数用于将可重构信号处理模块40的处理功能设定为对应于11a方式的规定的功能,并通过重构控制总线65,将其提供给可重构信号处理模块40,从而能够变更信号处理模块的处理功能。
例如,进行如下设定:作为编解码处理而进行卷积编码和对应的维特比解码处理;作为一次调制解调处理,进行与在BPSK、QPSK、16值QAM或64值QAM中选择出的任意的调制方式对应的调制解调处理;作为复用处理进行OFDM(正交频分复用)处理;作为接收同步处理而进行依照11a方式的使用短训练码元(Short Training Symbol)或长训练码元(Long Training Symbol)的接收同步处理;作为过滤处理,设定能够满足11a方式的发送频谱规定的发送过滤处理,或者设定用于除去噪声的接收过滤处理的功能。
在从无线LAN站等其他无线通信装置依照11a方式与无线通信装置10进行无线通信时,在模拟信号处理单元15中,对通过天线接受到的OFDM数字调制信号进行规定的放大、变频、选频等模拟处理后,在模拟/数字变换处理单元20中将其量化为数字信号。然后,将获得的数字数据序列提供给可重构数字信号处理单元30。在可重构数字信号处理单元30中,所输入的数字数据序列通过I/O单元35被输入到可重构信号处理模块40,并进行依照 11a方式的规定的接收解调和解码处理。最后获得的接收比特数据序列通过I/O单元50被暂时存储在通用存储器55中,并为了用于以后的应用等高层处理中而通过总线60被读出。在无线通信装置10中,进行上述的接收处理时,对来自对方站的基于11a方式的发送信号进行接收同步处理,将获得的有关定时的信息提供给定时器75。
在从无线通信装置10向对方站发送ACK或者发送数据时,在通信控制单元70中,基于在定时器75中所设定的定时信息以及MAC(Medium AccessControl:媒体接入控制)层的预定的规定而决定发送定时,并基于与对应于上述WCDMA方式的发送动作同样的控制动作,进行对应于11a方式的发送信号处理动作。
如上所述,在无线通信装置10中,与WCDMA方式和11a方式的各种方式对应地进行一系列的无线通信处理。其中,在可重构数字信号处理单元30中进行有关发送和接受的各个信号处理时,由于在进行锁存(latch)处理、管道(pipeline)処理和串并行转换等时产生的缓存延迟等原因,在输入发送比特数据的定时与在最后阶段输出发送数字调制信号的定时之间,产生处理延迟时间。并且,也在模拟信号处理单元15和模拟/数字变换处理单元20中,在将对应的功能设定为WCDMA方式和11a方式的各个无线通信方式时,随着变更模拟信号处理的特性或者切换处理系统,在输入端与输出端之间产生的延迟时间有可能变化。
因此,为了从无线通信装置10根据原来的无线通信标准所规定的发送定时进行无线发送,如上所述,需要考虑在可重构数字信号处理单元30和模拟信号处理单元15、以及模拟/数字变换处理单元20的各个单元中产生的处理延迟时间,从而校正处理开始定时。
具体而言,在可重构数字信号处理单元30中,需要将开始发送信号处理的时间提前相当于所述处理延迟时间的时间。作为进行校正以提前该发送定时的方法,有下述方法:在出厂阶段等,预先估计在各个处理单元产生的处理延迟时间,并将其半固定地存储在通信控制单元70中,在无线通信装置10中决定实际的发送处理的开始定时之时,设定定时器75中的数值以在比原来的发送定时提前了所述处理延迟时间的定时,输出发送处理使能信号。
在无线通信装置10切换无线通信功能时,因为在各个处理单元产生的处理延迟时间有可能变化,所以该处理延迟时间有可能根据所对应的方式而不 同。此时,在发货阶段等,分别预先估计并存储对各种方式设定功能时在各个处理单元产生的处理延迟量,并且每次进行发送控制时,读出与当前所设定的无线通信功能对应的处理延迟量而基于该值来校正发送定时,从而能够进行满足了与规定的无线发送定时有关的规定的无线通信。
在切换无线通信装置10的功能时,除了如上所述的发送处理时的定时校正以外,还存在通信控制上需要校正的方面。例如,在进行接收处理时,基于处理延迟时间来校正系统同步定时的情况下,或者在测定接收功率时,基于在各个处理单元设定的增益量的不同对测定值进行校正的情况下,有时也需要进行同样的校正处理。
专利文献1:专利第3348196号公报(日本)
专利文献2:特开2002-335186号公报(日本)
发明内容
本发明需要解决的问题
然而,在上述以往的无线通信装置中,在出厂阶段等中,在通信控制单元中预先半固定地存储与各种方式对应的处理延迟时间,所以为了变更通信标准的规格或提高功能和性能,需要变更信号处理单元的算法时,产生以下的问题。即,在随着算法的变更,例如在发送信号处理时所产生的处理延迟时间也变化时,需要重新估计预先估计过的用于通信控制的校正值并变更存储内容。或者,为了不变更所述校正值,需要设计算法以在相同的处理延迟时间进行处理,结果在设计算法时受到限制。无论在哪一个情况下,从开发效率的角度来看产生多余的工时数。
进而,如图2所示,还考虑到无线通信装置10中的可重构信号处理模块40采用以各个信号处理模块为单位进行分割而设计的结构的情况,但在这样的情况下,上述的问题更加显著。也就是说,例如考虑到以下情况,在与某个通信方式对应的一系列通信信号处理中,随着无线通信标准的较小变更,只需要变更相当于调制解调处理的可重构功能模块45b的处理算法。另外还考虑到下述情况,在与某一个通信方式对应的情况下,基于无线通信装置10的状况而切换两种算法,例如,虽然性能高但需要大规模运算的算法,以及性能相对较低但能够以小规模的运算处理来的算法。
在这些情况下,根据相应的功能模块的算法,处理延迟时间产生变化时, 必须对这些功能模块的每一个,预先估计并存储处理延迟时间,或者以维持处理延迟时间的规格不变的方式设计算法。在预先估计并半固定地存储处理延迟时间时,出厂后对无线通信装置10进行算法的变更是非常困难的。并且,以维持处理延迟时间的规格不变的方式设计算法的话,则成为算法设计上的限制,在开发效率上成问题。
这种问题也在校正上述的系统同步定时的情况下,或者在测定接收功率时,根据在各个处理单元所设定的增益量的不同而对测定值进行校正的情况下也同样地存在。
另外,为了变更通信标准的规格或者提高功能和性能,变更信号处理单元的算法后,上述处理延迟时间等出现了变化的情况下,在未进行任何校正而进行通信时,通信质量有可能降低。
本发明的目的是,提供无线通信装置和通信控制方法,即使在随着功能变更而通信控制的信息发生变更时,也通过进行适当的校正来提高通信质量。
解决问题的方案
本发明的无线通信装置所采用的结构包括:多个可重构功能单元,通过重构关系到通信的功能而进行依照多个通信方式的数字信号处理;以及控制通信动作的通信动作控制功能单元,所述可重构功能单元还包括可写入通信控制的信息的属性寄存器,所述通信动作控制功能单元包括:功能设定控制单元,每次重构所述通信功能时,将所述通信控制的信息盖写(overwrite)到所述寄存器中;以及通信控制单元,基于所述属性寄存器所存储的所述通信控制的信息,进行通信控制。
本发明的有益效果
根据本发明,能够提供无线通信装置和通信控制方法,即使在随着功能变更而通信控制的信息发生变更时,也通过进行适当的校正来提高通信质量。
附图说明
图1是表示以往的能够变更功能的无线通信装置的结构的一个例子的图。
图2是表示以往的能够变更功能的无线通信装置的另一个结构例的图。
图3是表示本发明实施方式1的无线通信装置的结构例的图。
图4是表示本发明实施方式1的属性(propeny)寄存器的结构例的图。
图5是表示本发明实施方式1的通信控制单元的结构例的图。
图6是表示本发明实施方式1的无线通信装置中的各个处理单元的发送处理定时的一个例子的图。
图7是表示本发明实施方式1的属性寄存器的另一个结构例的图。
图8是表示本发明实施方式2的无线通信装置的结构例的图。
图9是表示本发明实施方式2的通信控制单元的结构例的图。
图10是表示本发明的其它实施方式的无线通信装置的结构例的图。
具体实施方式
以下,参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外,在实施方式中,对相同的结构要素附加相同的标号,并省略其说明以免重复。
(实施方式1)
在本实施方式中,使用图3至图7来说明下述情况下的实施方式,即,作为有关各个功能模块的功能和性能的属性之一,能够提供与在模块的输入与输出之间产生的延迟时间有关的信息,并使用该信息来进行发送定时控制的情况下的实施方式。
在图3中,无线通信装置100是用于与其它无线通信装置之间进行无线通信的装置,它能够动态地变更其功能和性能。该装置的结构至少包括:模拟信号处理单元101、模拟/数字变换处理单元102、可重构数字信号处理单元103、通信控制单元104、定时器105、重构用存储单元106以及功能设定控制单元107。
在无线通信装置100中,模拟信号处理单元101进行与无线发送和接收有关的全部模拟信号处理。更具体地说,模拟信号处理单元101通过天线接收在期望的频带中被无线发送的信号,并对获得的接收RF模拟信号进行期望的选择放大和变频处理。进而,模拟信号处理单元101将获得的接收模拟信号S1001输出到模拟/数字变换处理单元102,并且对从模拟/数字变换处理单元102提供的发送模拟信号S1004进行变频为期望频带的变频处理,以及进行放大、滤波等处理。进而,模拟信号处理单元101将获得的发送RF模拟信号通过天线进行无线发送。模拟信号处理单元101,例如由天线、变频单元、滤波器、放大单元等构成。
模拟/数字变换处理单元102对从模拟信号处理单元101提供的接收模拟 信号S1001,以规定的量化比特数和采样率进行量化,将其作为接收数字信号S1002输出到可重构数字信号处理单元103。并且,模拟/数字变换处理单元102将从可重构数字信号处理单元103提供的发送数字信号S1003以规定的分辨率和采样率变换为模拟信号,将其作为发送模拟信号S1004输出到模拟信号处理单元101。另外,对于模拟/数字变换处理单元102中的从模拟信号到数字信号的变换处理,能够适用已知的模拟/数字变换电路1021,从数字信号到模拟信号的变换处理也能够通过适用数字/模拟变换电路1022来实现。
在无线通信装置100中,可重构数字信号处理单元103进行无线通信处理中的数字信号处理。更具体地说,可重构数字信号处理单元103对从模拟/数字变换处理单元102提供的接收数字信号S1002,进行与期望的通信方式对应的、包括解调处理和解码处理的接收处理,将获得的接收数据序列提供给无线通信装置100中的高层的处理单元。另一方面,对从高层提供的发送数据序列,进行与期望的通信方式对应的、包括编码处理和调制处理的发送处理,并将获得的发送数字信号S1003提供给模拟/数字变换处理单元102。进而,可重构数字信号处理单元103包括构成其发送接收处理的多个功能单元(功能模块),各个功能模块能够动态地变更其功能和性能。在本实施方式中,该可重构数字信号处理单元103例如由多个可重构功能模块1031、I/O单元1032和1033、通用存储器1034和总线1035等构成。
可重构功能模块1031对输入的数字信号进行期望的发送处理或者接收处理所需的数字信号处理,并输出获得的结果。进而,基于通过重构控制总线108的来自功能设定控制单元107的控制,对可重构功能模块1031进行重构,从而能够变更该模块的数字信号处理的功能或性能。在本实施方式中,作为由多个功能模块构成的可重构功能模块1031的结构,以将功能上不同的五个独立的功能模块串联地连接的情况为例进行说明,并对各个功能模块附加a、b、c、d、e的标号。另外,与在说明上述背景技术时使用的例子同样,假设通过变更可重构功能模块1031的功能或性能,能够对应WCDMA方式和11a方式的情况而进行说明。
可重构功能模块1031a对输入的数字信号进行期望的信道编码处理或信道解码处理,分别输出获得的结果,而且,基于通过重构控制总线108的来自功能设定控制单元107的控制,能够变更该模块的功能或性能。在本实施方式中,假设为能够对应WCDMA方式和11a方式,所以,具体来说,能够 变更为下述功能:作为与WCDMA方式对应的信道编码处理,进行包括与约束长度K=9且编码率R=1/2或1/3的卷积编码对应的、或者与编码率R=1/3的Turbo编码对应的编码处理,或者规定的交织处理和差错检测用的外码处理等的信道编码处理,以及与上述编码处理对应的解码处理的功能;以及,作为与11a方式对应的信道编码处理,进行包括约束长度K=7且编码率为1/2至3/4的删截卷积编码或者规定的交织处理的信道编码处理,以及与上述编码对应的解码处理的功能。
可重构功能模块1031b对输入的数字信号进行期望的调制处理或解调处理,并分别输出获得的结果,而且,基于通过重构控制总线108的来自功能设定控制单元107的控制,能够变更其功能或性能。在本实施方式中,假设为能够对应WCDMA方式和11a方式,所以,具体来说,能够变更为下述功能:作为与WCDMA方式对应的调制方式,进行QPSK调制处理和解调处理的功能;以及作为与11a方式对应的调制解调处理,基于动作模式而进行BPSK、QPSK、16值QAM或64值QAM中的任意调制处理和解调处理的功能。
可重构功能模块1031c对输入的数字信号进行期望的复用处理或解复用处理,并分别输出获得的结果,而且,基于通过重构控制总线108的来自功能设定控制单元107的控制,能够变更其功能或性能。在本实施方式中,假设为能够对应WCDMA方式和11a方式,所以,具体来说,能够变更为下述功能:作为与WCDMA方式对应的复用和解复用处理,进行规定的直接扩频处理和相应的解扩处理的功能;以及作为与11a方式对应的复用和解复用处理,进行正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:以下称为OFDM调制处理)和相应的逆变换处理(以下称为OFDM解调处理)的功能。
可重构功能模块1031d对输入的接收数字调制信号进行期望的同步处理,根据需要进行伴随同步处理的定时误差和频率误差的校正,然后只提取并输出后级处理所需的数据,而且,基于通过重构控制总线108的来自功能设定控制单元107的控制,能够变更其功能或性能。在本实施方式中,假设为能够对应WCDMA方式和11a方式,所以,具体来说,能够变更为下述功能:作为与WCDMA方式对应的同步处理,进行利用SCH(同步信道)和CPICH(公共导频信道)的帧定时和扰码的同步处理,以及伴随该同步处理的时间误差和频率误差的校正的功能;以及作为与11a方式对应的同步处理,进 行利用STS(Short Training Symbol:短训练码元)和LTS(Long Training Symbol:长训练码元)的同步处理,以及伴随该同步处理的时间误差和频率误差的校正的功能。
可重构功能模块1031e对输入的数字信号进行期望的滤波处理并分别输出获得的结果,而且,基于通过重构控制总线108的来自功能设定控制单元107的控制,能够变更其功能或性能。在本实施方式中,假设为能够对应WCDMA方式和11a方式,所以,具体来说,能够将功能变更为与各个的标准对应的、具有能够实现频率响应特性的抽头(tap)数和抽头系数的滤波器,该频率相应特性以满足期望的发送频谱特性和接收灵敏度特性的方式设计的。
另外,因为在发送处理系统上不需要同步处理,所以进行复用处理的可重构功能模块1031c的输出跳过可重构功能模块1031d,直接连接到进行滤波处理的可重构功能模块1031e。
在本发明中,对于如何构成上述各个可重构功能模块没有特别的限制,但能够举出例如以下的四种结构。
第一例是,使用FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)等,在逻辑级可编程的元件(device)的结构。此时,可以采用对每个可重构功能模块准备FPGA元件的结构,或者,只要是能够在元件内部,部分且独立地重构的元件,也可以在一个FPGA元件内构成所有的可重构功能模块。
第二例是,可以由所谓可重构处理器构成的结构,可重构处理器与上述的FPGA和CPLD相比,能够进行功能变更的程度大,能够灵活地变更多个通用算术运算单元(ALU)的功能以及所述运算单元间的连接关系。
第三例是,预先准备多种动作电路,并基于所提供的设定参数而切换连接的动作电路,从而变更其功能和性能的结构。例如,作为滤波处理单元1031e的结构,采用通过地址设定能够从存储器读出各个滤波抽头系数的多种值的结构,并使用上述的读出的地址作为设定参数,由此能够作为可切换为多个频率特性的滤波处理单元使用。
第四例是,由所谓中央处理器(CPU)或数字信号处理器(DSP)等构成的结构,通过变更记载了软件命令的程序,能够变更其功能和性能。
这里,作为本发明的一个特征,各个可重构功能模块1031中具有属性寄存器10311,该属性寄存器中分别存储与在各个模块所设定的功能和性能有 关的属性信息,根据需要能够通过重构控制总线108读出其。
图4是表示本实施方式的属性寄存器10311的结构内容的一个例子的图。假设它采用在每个地址中存储规定的属性信息的结构,按照地址的顺序,存储了有关输入时钟频率(clock rate)、输出时钟频率、输入缓存器大小、输出缓存器大小、电路规模、处理延迟(latency)、增益等的信息。在本实施方式中,将在后面描述利用其中的有关处理延迟的属性信息进行通信控制的情况。
这里,所谓“处理延迟”表示,在功能模块中,从开始输入数据起,进行规定的处理后开始输出数据为止的期间的延迟时间,它包括由于其功能模块的硬件结构而自然产生的延迟,以及在其功能模块的算法上产生的延迟。并且,一般来说,“处理延迟”相当于,由于在功能模块内的数据信号处理中的管道处理和数据的锁存处理等而产生的延迟时间的累计。在本实施方式中,假设用以各个功能模块的动作时钟为基准的时钟数来表示所述处理延迟的时间长度。
I/O单元1032将在可重构功能模块1031中所生成的发送数字调制信号输出到数字/模拟变换电路1022,并且将从模拟/数字变换电路1021提供的接收数字调制信号输出到可重构功能模块1031。
I/O单元1033将从可重构功能模块1031输出的接收解码后的数据序列通过总线1035写入存储器1034,并且,基于从定时器105提供的发送处理使能信号,通过总线1035读出在存储器1034中暂时存储的发送数据序列,并输出到可重构功能模块1031。
存储器1034是用于暂时存储数据的存储器,该数据在可重构功能模块1031的有关物理层的信号处理单元与MAC层以上的层的处理单元之间被传输。
总线1035与存储器1034和I/O单元1033连接,另外,虽然图3中没有记载,但是还与用于进行MAC层以上的处理层中的处理的处理元件等连接。
通信控制单元104控制无线通信装置100的无线通信动作,作为控制内容之一,至少控制无线发送定时,并且至少与重构控制总线108和定时器105连接。而且,该发送定时的控制,基于各个属性寄存器10311中所存储的有关通信控制的信息而进行。其它有关通信控制的动作不影响本实施方式,因此省略说明。
图5是表示本实施方式的通信控制单元104的结构例的图,它由属性收 集单元1041、延迟信息提取单元1042、处理延迟时间估计单元1043以及发送定时决定单元1044构成。
属性收集单元1041与重构控制总线108连接,通过该总线读出与各个功能模块的功能和性能有关的属性,该属性被存储在多个可重构功能模块1031所包含的属性寄存器10311中。
延迟信息提取单元1042从属性收集单元1041所收集的各个功能模块的属性信息中,只提取并输出有关处理延迟的信息。
处理延迟时间估计单元1043利用从延迟信息提取单元1042输出的与在各个可重构功能模块1031中的处理延迟有关的信息,估计整个发送数字处理系统的处理延迟时间。其处理的细节将在后面描述。
发送定时决定单元1044基于从定时器105提供的有关系统定时的信息以及在所述处理延迟时间估计单元1043中估计出的处理延迟时间,输出与在无线发送时的发送信号处理的开始定时有关的信息。其动作的细节将在后面描述。
定时器105输出用于开始可重构数字信号处理单元103的发送数字信号处理的发送处理使能信号,该定时器例如可以由可编程计数器构成。所述发送处理使能信号为,基于从发送定时决定单元1044输出的有关发送信号处理开始定时的信息而决定的信号,动作的细节将在后面描述。
重构用存储单元106是用于存储在设定或变更所述多个可重构功能模块1031的处理功能时所需的处理程序、设定用数据和参数等的单元,基于来自功能设定控制单元107的控制,从该单元读出期望的处理程序、设定用数据和参数等,并通过重构控制总线108输出到对象的功能模块。它可以由FlashROM(闪存)和EEPROM(电可擦编程只读存储器芯片)等非易失性存储器构成,但也可以由硬盘那样的磁性存储装置或者如CD、DVD那样的光盘方式的存储装置构成。另外,对由此构成的存储单元如何存储编程软件和功能设定参数等,在本发明的范围之外,也没有特别的限制。
功能设定控制单元107对所述多个可重构功能模块1031进行有关功能变更的控制,它与重构控制总线108连接,读出在重构用存储单元106中存储的处理编程、设定用数据和参数等,并控制发往规定的可重构功能模块的数据传输。另外,本发明中,对数据传输方法没有特别的限制,这里假设例如以DMA(Direct Memory Access:直接存储器访问)方式传输数据。
另外,功能设定控制单元107每次对可重构功能模块1031进行重构时,将属性信息写入属性寄存器10311。在本实施方式中,功能设定控制单元107每次对可重构功能模块1031进行重构时,盖写属性寄存器10311中上次写入的属性信息。
重构控制总线108为用于在所述多个可重构功能模块1031、重构用存储单元106、功能设定控制单元107和通信控制单元104之间进行数据传输的总线连接线路。在本发明中,对总线宽度和系统数等详细规格没有特别的限制,但假设地址总线和总线被连接到各个连接对方。
图6表示在无线通信装置100中进行发送处理时的各个处理单元中的延迟产生状况。在本实施方式中,假设下述情况,在无线通信装置100的可重构数字信号处理单元103中进行发送处理时,在多个可重构功能模块1031的各个模块中,以如图6所示的定时进行数据的输入和输出,并且产生处理延迟。
也就是说,假设在各个功能模块中,输入和输出的数据长度基于规定的信号处理规格而变化,而且在各个可重构功能模块1031a、1031b、1031c和1031e中,分别产生tda、tdb、tdc、tde的处理延迟。并且,假设在各个功能模块的属性寄存器10311中,值na、nb、nc和ne被存储在用于存储有关延迟的属性信息的地址#05中,所述值na、nb、nc和ne为将各个处理延迟换算为动作时钟频率fclk的时钟数所得的值。
另外,假设在模拟/数字变换处理单元102和模拟信号处理单元101中,在输入和输出之间分别产生tdadda、tdana的延迟时间,并在各个处理单元的属性寄存器1023和1011中,值nadda和nana被存储在用于存储有关这些延迟的属性信息的地址#05中,所述值nadda和nana为将各自的延迟时间换算为动作时钟频率fclk的时钟数所得的值。另外,为了说明的简化,这里假设各个可重构功能模块在相同的动作时钟频率动作。
下面说明,在如上构成的无线通信装置100中,作为各个功能模块中的有关功能和性能的属性之一,能够提供与构成发送处理的各个功能模块在输入与输出之间的处理延迟时间有关的信息,并使用该信息进行发送处理时的定时校正的情况下的动作。
首先,说明无线通信装置100具有作为WCDMA通信系统的功能,并进行上行链路发送处理的情况下的动作。
在可重构数字信号处理单元103的多个可重构功能模块1031的每个模块中,通过重构控制总线108从重构用存储单元106读取了与WCDMA方式的标准对应的处理程序、设定数据和参数等,并且各个功能模块的属性寄存器10311中存储着与所设定的功能和性能有关的属性信息。
可重构数字信号处理单元103中,为了与WCDMA系统连接,首先进行利用了针对系统的同步用信道即SCH和CPICH的同步处理。此时,在进行同步处理的可重构功能模块1031d中,与系统取得同步后,向定时器105提供有关系统定时的信息。具体而言,例如设定如下,以作为帧周期的基准的定时重置计数值,计数器与所述帧周期同步地动作。
在产生了需要从无线通信装置100进行上行链路发送时,通信控制单元104基于定时器105所示的下行链路的帧定时而决定上行链路发送的定时,并将与发送信号处理的开始定时有关的信息提供给所述定时器105。这里,与发送信号处理的开始定时有关的信息,例如可以通过定时器105的计数值来表示。
详细地说,在无线通信装置100中的模拟信号处理单元101、模拟/数字变换处理单元102,以及可重构数字信号处理单元103的各个可重构功能模块1031中完成重构后,通信控制单元104的属性收集单元1041通过重构控制总线108收集被写入到各个处理单元和功能模块的属性寄存器中的属性信息,并将其存储。
延迟信息提取单元1042收集在所述属性收集单元1041中所存储的各种属性信息中的与各个处理单元和功能模块中的延迟有关的信息,并将其存储。也就是说,从在各个处理单元和功能模块的属性寄存器中以图4所示的形态所存储的各个属性中,选择性地读出地址#05所存储的有关处理延迟的信息之后,并将其存储。
在处理延迟时间估计单元1043中,利用在所述延迟信息提取单元1042中收集的、与各个处理单元和功能模块中的处理延迟有关的信息,估计在无线通信装置100的整个发送处理中的处理延迟时间。具体而言,估计在可重构数字信号处理单元103的各个可重构功能模块1031中的延迟na、nb、nc、nd、ne,以及在模拟/数字变换处理单元102中的延迟nadda。对于模拟信号处理单元101,使用(式1)的关系式,从延迟nana估计发送信号处理所需的时间t1。
t1=(tda+tdb+tdc+tde+tdadda+tdana)
=(na+nb+nc+nd+ne+nadda+nana)×(1/fclk)
…(式1)
从高层的处理单元等提供发送请求信号后,发送定时决定单元1044决定以在定时器105中所设定的系统定时为基准的上行链路发送定时,进而,将从所述上行链路发送定时减去了与在所述可重构数字信号处理单元103的整个数字发送信号处理中的发送延迟时间t1相当的时间的定时,决定为在所述可重构数字信号处理单元103中的发送信号处理的开始定时,并将相当于所述开始定时的定时器值提供给定时器105。
在定时器105中,在定时器的计数值与从发送定时决定单元1044提供的相当于发送信号处理的开始定时的值一致的定时,对I/O单元1033提供发送处理使能信号,而在I/O单元1033中,基于所述发送处理使能信号,开始上行链路发送的信号处理。
开始发送信号处理后,如图6所示,在可重构功能模块1031a、1031b、1031c、1031e的各个模块中,一边分别产生处理延迟tda、tdb、tdc、tde,一边进行发送所需的信号处理。然后,在模拟/数字变换处理单元102中经过延迟tdadda的延迟时间,在模拟信号处理单元101中被变换为发送RF信号的过程中经过tdana的延迟时间,最终,无线通信装置100开始无线发送的定时成为原来的基于WCDMA方式的系统定时应当进行上行链路发送的定时ttx。
接着,说明在无线通信装置100中,将所对应的无线通信系统从WCDMA系统变更到11a系统来进行通信时的动作。
在无线通信装置100中,需要将所对应的无线通信方式从WCDMA方式切换到11a方式时,功能设定控制单元107从重构用存储单元106对模拟信号处理单元101、模拟/数字变换处理单元102以及可重构数字信号处理单元103中的各个可重构功能模块1031,读出与11a方式对应的处理程序、设定用数据和参数等而进行功能变更。例如,进行复用处理的可重构功能模块1031c在与WCDMA方式对应时,其功能被设定为进行直接扩频处理以及相应的解扩处理的功能,但在变更为与11a方式对应时,其功能被变更为进行包括FFT(快速傅立叶变换)/IFFT(快速傅立叶逆变换)处理的OFDM处理的功 能。
另外,在进行该重构控制时,用于11a的新设定的与各个处理单元以及可重构功能模块的功能和性能有关的属性,被新写入各个属性寄存器10311。
对各个处理单元和功能模块的重构完毕后,在通信控制单元104中的属性收集单元1041通过重构控制总线108收集被写入到各个处理单元和功能模块的属性寄存器中的各种属性信息,并将其存储。延迟信息提取单元1042从这些所存储的各种属性信息中,收集在地址#05中所存储的有关发送处理延迟的信息。
这里,随着无线通信装置100的通信功能从WCDMA方式变更为11a方式,在可重构功能模块1031a、1031b、1031c、1031e、模拟/数字变换处理单元102以及模拟信号处理单元101中,发送处理延迟变为tda’、tdb’、tdc’、tde’、tdadda’、tdana’,同时,从所收集的属性信息中,再提取分别被换算为时钟数的值,即na’、nb’、nc’、ne’、nadda’、nana’并将其存储。
在处理延迟时间估计单元1043中基于这些所收集的延迟信息,与使用(式1)时同样,可以使用(式2)来计算延迟时间t1’,该延时时间t1’为,在无线通信装置100进行发送处理时,随着一系列的发送信号处理而产生的延时时间。
t1’=(tda’+tdb’+tdc’+tde’+tdadda’+tdana’)
=(na’+nb’+nc’+ne’+nadda’+nana’)×(1/fclk)
…(式2)
因此,在进行与11a方式对应的发送处理时,在发送定时决定单元1044中,使用通过(式2)所计算出的t1’来校正发送定时后,将规定的发送处理开始定时设定给定时器105即可。
下面,还说明下述情况的动作,即,将来在包括11a方式的无线LAN的无线通信标准中,对发送规格加以一部分变更,在编码处理中追加了其编码率与以往不同的编码模式,而在无线通信装置100中,将功能变更为与该标准对应的新的功能的情况的动作。这里,假设编解码以外的部分没有规格的变更。
在无线通信装置100中,为了与该新通信方式对应,需要变更无线通信处理功能,但如图3所示,可重构数字信号处理单元103由多个处理功能模 块构成时,只要对作为变更对象的功能模块的功能进行重构控制即可。此时,只要变更负责编解码处理的可重构功能模块1031a的功能即可。
功能设定控制单元107通过重构控制总线108,从重构用存储单元106读出与能够对应新的编码模块的编码处理算法有关的软件程序或者设定用参数,从而进行可重构功能模块1031a的重构。
另外,在进行该重构控制时,与新设定的编解码处理的功能和性能有关的属性,被新写入属性寄存器10311a。在该新变更的编码处理模块中,由于新追加了应该对应的编码模式,所以因缓存等的设计上的关系,处理延迟有可能与以前不同。此时,预先将相应的信息写入可重构功能模块1031a的属性寄存器的规定的地址即可。
在本实施方式的情况下,在发送编码处理中的处理延迟变为tda”时,将其换算为动作时钟数,并将换算后所得的值na”新写入属性寄存器的地址#05即可。由此,在通信控制单元104中,在完成对可重构功能模块1031a的重构的同时,属性收集单元1041收集新写入的有关各种属性的信息。进而,由延迟信息提取单元1042提取其中的有关发送处理延迟的信息,以后,发送处理时决定发送处理开始定时的动作,进行与上述同样的动作就可以。
如上所述,根据本实施方式,在各个信号处理单元和可重构功能模块中,预先存储有关各个功能和性能的属性信息,由通信控制单元104收集需要的属性信息而用于通信控制,从而能够对随着可重构数字信号处理单元的处理内容的变更而产生的通信性能上的校正内容,随时基于属性信息进行校正。
具体而言,随着功能模块的功能的变更,各个处理单元和功能模块中的处理延迟发生变化时,也通过从属性信息中自主地收集有关处理延迟的信息,估计整个发送处理系统的延迟时间后校正发送定时,从而能够以下述性能进行通信,该性能为,与在变更后进行通信的无线通信标准中的有关发送定时的规格符合的性能。
进而,本实施方式也在只变更多个可重构功能模块中的一部分模块的功能时有效,在各个功能块内需要更新或变更一部分功能时,也能够容易地进行功能和性能的变更,以及与其伴随的通信控制内容的变更,并能够高效率地进行随着功能变更而发生的以功能模块为单位的算法开发,以及有关无线通信控制的变更。
另外,在上述说明中,采用了下述结构,即,共同使用同一总线进行重 构控制以及为了收集各个处理单元和功能模块中所存储的属性信息的数据传输,但并不限于此结构。例如,也可以独立构成专用总线,用以读出在各个功能模块的属性寄存器中所存储的属性信息,或者采用对每个处理单元和功能模块进行用于传输读出数据的专用连接的结构,对本发明的本质也不产生影响。
另外,在上述说明中,为了简化说明,省略了I/O单元1033的输入和输出之间的延迟的说明,但是,如果在I/O单元1033的输入和输出之间固定地产生延迟,则可以控制如下:预先估计该值,并在通信控制单元104中决定发送处理开始定时之时,加上该值而进行校正。进而,也可以采用下述结构:采用I/O单元1032的功能和性能为可重构的结构,并该单元中与其它可重构功能模块1031同样地设置属性寄存器,并将所设定的功能(例如,FIFO(First InFirst Out;先进先出)容量和延迟)存储在属性寄存器,并进行I/O单元1032也包含在控制对象中的通信控制。
另外,在上述说明中,采用了通过串联地连接各个可重构功能模块1031来进行一系列的发送接收处理的结构,但各个功能模块间的连接形式并不限于此结构,例如,可以采用通过共用数据总线连接的形式,也可以采用都具有串联连接的部分和总线连接的部分的结构。
另外,在上述说明中,采用了各个处理单元和功能模块都具有发送处理功能和接收处理功能的结构,但不限于此,例如,当然可以采用独立地设置发送处理功能模块和接收处理功能模块的结构。
另外,在上述说明中,假设各个可重构功能模块1031中的动作时钟为相同而进行说明,但本发明并不限于此,也能够适用在各个功能模块以不同的动作时钟动作的情况。例如,可重构功能模块1031a、1031b在时钟频率fclk1 进行动作,而其它功能模块和处理单元在时钟频率fclk2进行动作的情况下,可以利用在各个功能模块中产生的处理延迟的信息,如(式3)所示那样地估计在数字发送处理中的总处理延迟时间t1。
进而,在无线通信装置100所对应的无线通信标准中,规定了估计在通信装置间的无线传播路径上进行传播时产生的传播延迟时间,然后在发送时进行定时校正的规格的情况下,也可以进行如下控制,即,在发送定时决定单元1044中决定发送开始定时之时,以所述传播延迟时间被校正的方式决定定时。
t1=(tda+tdb+tdc+tde+tdadda+tdana)
=(na+nb)×(1/fclk1)
+(nc+ne+nadda+nana)×(1/fclk2)
…(式3)
另外,在上述说明中,没有特别说明在通信控制单元104中如何检测重构完毕,但是,例如可以从功能设定控制单元107通过重构控制总线108向通信控制单元104发送表示重构完毕的控制信息以实现检测,或者,也可以将表示重构完毕的专用控制线路,从功能设定控制单元107连接到通信控制单元104。
另外,在上述说明中,在下述前提下进行了说明,各个处理单元和功能模块中设置的属性寄存器所存储的信息,其配置为各个处理单元和功能模块之间相同,但本发明不限于此。只要通信控制单元104中的属性收集单元1041预先了解在各个处理单元和功能模块的属性寄存器的哪个地址中存储哪个属性,则这些属性信息的配置在各个处理单元和功能模块之间也可以不同,也可以在所有的处理单元和功能模块中不存储相同的属性信息。例如,在模拟信号处理单元101的属性寄存器1011中,无需存储时钟频率、缓存器大小和线路规模等信息,而且,就延迟而言,若该单元的延迟与其它数字信号处理单元中产生的延迟相比,小得几乎可以忽视时,也可以不设置用于存储有关延迟的属性的区域。
另外,在被设定为某个功能的状态下,存在多个通信模式,并需要通过通信控制,切换这些通信模式来进行通信时,有可能需要对每个模式变更有关通信控制的设定。此时,采用下述结构即可,该结构为:例如图7所示,在属性寄存器中预先存储每个通信模式的有关功能和性能的属性,每次切换模式时,收集期望的属性信息并用于通信控制。
这样,根据实施方式1,无线通信装置100中设置以下单元:可重构数字信号处理单元103,它具有与通信有关的多个功能单元(可重构功能模块),并通过重构所述功能单元的功能,进行根据多个通信方式的数字信号处理;功能设定控制单元107,控制所述功能的重构;属性寄存器10311,写入与所述多个功能单元的每个单元对应的通信控制的信息(例如,延迟信息);以及通 信控制单元104,基于所述属性寄存器10311中存储的所述通信控制的信息,进行通信控制(例如,发送定时的控制),并且,每次由功能设定控制单元107重构所述功能时,将所述通信控制的信息盖写到属性寄存器10311中。
由此,在功能设定控制单元107重构无线通信装置100的通信功能时,将通信控制的信息写入属性寄存器10311,并在通信控制单元104进行通信控制时,利用属性寄存器10311所存储的通信控制的信息进行通信控制,由此,能够随时校正随着功能的变更而产生的在通信性能上需要校正的内容,进而,在需要变更多个功能单元中的一部分功能时,也能够容易地进行功能和性能的变更以及由此产生的通信控制内容的变更。因此,能够利用进行了适当的校正的通信控制的信息来进行通信,所以能够提供可提高通信质量的无线通信装置。进而,在模块开发的方面,如上所述,无线通信装置100在变更功能时能够进行自适应的校正,所以不受规格上的限制而进行开发,因此能够进行高效率的开发。
另外,作为盖写到属性寄存器10311中的所述通信控制的信息之一,包括延迟信息,该信息与在各个功能单元中进行所设定的处理时,在输入和输出之间产生的处理延迟时间有关,并作为通信控制之一,由通信控制单元104对被写入到属性寄存器10311的各个功能单元中的延迟信息进行收集,并基于所述收集到的延迟信息来决定发送信号处理的开始定时。
由此,随时能够校正随着功能的变更而产生的在通信性能上需要校正的内容,这里尤其是发送处理定时,从而能够利用进行了适当的校正的通信控制的信息来进行通信,所以能够提供可提高通信质量的无线通信装置。
另外,在无线通信装置100中,作为上述通信控制单元104设置了:属性收集单元1041,收集在被写入到属性寄存器10311中的各个功能单元中的属性信息;延迟信息提取单元1042,从属性信息中提取有关延迟的信息;处理延迟时间估计单元1043,基于所提取出的有关延迟的信息,估计本装置的整个发送处理系统的处理延迟时间量;以及发送定时决定单元1044,基于估计出的整个发送处理系统的处理延迟时间量以及有关系统定时的信息,决定在可重构数字信号处理单元103中的发送信号处理的开始定时,该无线通信装置中还设置了定时器105,它输出与本装置(无线通信装置100)所对应的无线通信系统同步的有关所述系统定时的信息,并且基于与所述决定了的可重构数字信号处理单元103中的发送信号处理的开始定时有关的信息,向可重 构数字信号处理单元103输出发送处理使能信号。
另外,作为盖写到属性寄存器10311中的通信控制的信息,至少包括下述信息中的任意一个信息:与信号输入级的时钟频率有关的信息;与信号输出级的时钟频率有关的信息;与信号输入级的缓存器大小有关的信息;与信号输出级的缓存器大小有关的信息;以及有关使用电路规模的信息。
(实施方式2)
在本实施方式中,使用图8和图9来说明下述情况下的实施方式,即,作为与各个功能模块的功能和性能有关的属性之一,能够提供与在功能模块的输入与输出之间发生的增益有关的信息,并使用该信息来校正发送信号振幅的情况以及校正接收功率测定值的情况下的实施方式。
图8表示本实施方式的无线通信装置200的结构。在图8中,对与在图3所示的无线通信装置100中使用的结构要素相同的结构和动作的单元,附加了相同的标号。与图3的结构不同的方面是,设置了可重构数字信号处理单元201和通信控制单元202以代替可重构数字信号处理单元103和通信控制单元104,并将用于校正发送振幅的控制线路210从通信控制单元202连接到可重构数字信号处理单元201的方面。另外,对于通信控制单元202中在实施方式1中举例说明的用于发送定时控制所需的结构要素和连接关系,在本实施方式中省略了图示和说明。
可重构数字信号处理单元201在无线通信装置200中,进行无线通信处理中的数字信号处理,它的基本结构和动作与图3的可重构数字信号处理单元103相同。不同的方面在于,在发送信号处理系统中设置了发送振幅校正单元2011。在本实施方式中,假设将发送振幅校正单元2011插入到可重构功能模块1031e的输出级。
发送振幅校正单元2011输入从通信控制单元202提供的用于校正发送振幅的控制线路210和发送信号。发送振幅校正单元2011基于通过振幅校正用控制线路210提供的振幅校正值,对输入的发送信号进行振幅校正。其动作的细节将在后面描述。
通信控制单元202控制无线通信装置200中的无线通信动作,在本实施方式中,作为控制内容之一,进行发送信号振幅的校正和接收功率测定值的校正。图9是表示本实施方式的通信控制单元202的结构例的图,它由属性收集单元1041、增益信息提取单元2021、发送系统增益估计单元2022、发送振幅校正值决定单元2023、接收系统增益估计单元2024、校正值决定单元2025以及接收功率测定值校正单元2026构成。
属性收集单元1041与在图5中附加了相同标号的单元同样地动作。
增益信息提取单元2021从属性收集单元1041所收集的、在模拟信号处理单元101、模拟/数字变换处理单元102以及可重构数字信号处理单元201中的各个功能模块的属性信息中,只提取并输出有关增益量的信息。
发送系统增益估计单元2022基于在增益信息提取单元2021中提取出的与各个处理单元和功能模块中的发送处理时的增益有关的信息,估计整个发送系统的增益量,并输出估计出的增益量。
发送振幅校正值决定单元2023基于从发送系统增益估计单元2022提供的整个发送系统的增益量,决定为了满足发送规格所需要的、用于振幅校正的校正值,并通过用于发送振幅校正的控制线路210输出所述校正值。
接收系统增益估计单元2024基于在增益信息提取单元2021所提取出的、与在各个处理单元和功能模块中的接收处理时的增益有关的信息,估计整个接收系统的增益量,并输出估计出的增益量。
校正值决定单元2025基于从所述接收系统增益估计单元2024提供的整个接收系统的增益量,决定在测定接收功率时的校正值,并输出获得的校正值。
接收功率测定值校正单元2026利用接收信号的平均振幅平方值和在所述校正值决定单元2025所决定出的校正值,进行接收信号的功率测定,并输出测定结果。
另外,在本实施方式中,假设在无线通信装置200的接收处理系统的任意的处理单元或功能模块中,基于(式4)来计算上述接收信号的平均振幅平方值Pave,并将计算结果最终写入存储器1034的规定的地址,但是,在本发明中,对上述处理的细节没有特别的限制。例如,可以在滤波器输出级将所有采样信号作为对象进行计算,也可以在解调处理级使用信号点振幅进行平均。
其中,a为接收信号振幅,N为用于平均的采样数。
下面说明,在如上构成的无线通信装置200中,作为与各个功能模块的功能和性能有关的属性之一,能够提供与各个功能模块的输入和输出之间的增益有关的信息,并使用所提供的与各个功能模块的输入和输出之间的增益有关的信息来进行发送功率的校正和接收功率测定值的校正的情况下的动作。另外,这里以无线通信装置200的功能与11a方式对应的情况为前提,并且假设对模拟信号处理单元101、模拟/数字变换处理单元102以及可重构数字信号处理单元201的各个功能模块1031的功能进行功能设定以对应11a方式。另外,假设在各个处理单元和功能模块的属性寄存器中,图4所示那样的属性信息被写入到与图4相同的地址中。
在通信控制单元202中,无线通信装置200中的各个处理单元和功能模块的功能设定完毕后,由属性收集单元1041收集被写入到各个处理单元和功能模块的属性寄存器中的各个属性信息。此时,发送处理时的输入和输出之间的增益,即有关输入和输出之间的功率比的信息被写入到在各个属性寄存器的地址#06中,这里,存储着被换算为分贝(dB)的值。另外,在地址#16中,接收处理时的输入和输出之间的增益,同样以被换算为分贝的值来存储。
在增益信息提取单元2021中,从由属性收集单元1041所收集的各个处理单元和功能模块的属性信息中,只提取如上所述被存储在地址#06和地址#16的、与发送处理和接收处理时的增益有关的信息,并将有关发送处理的增益信息提供给发送系统增益估计单元2022,将有关接收处理的增益信息提供给发送系统增益估计单元2024。
这里,假设在可重构功能模块1031a、1031b、1031c、1031e、模拟/数字变换处理单元102以及模拟信号处理单元101的各个单元的发送处理时的增益分别为gtx_a、gtx_b、gtx_c、gtx_e、gtx_adda、gtx_ana而进行说明。另外,假设设计为在无线通信装置200中的整个发送系统的增益为gtx_11a时,对发送振幅不加以校正,以按照11a方式的规定的发送功率进行无线发送的情况而进行说明。另外假设各增益值为被换算为分贝(dB)的值。
在发送系统增益估计单元2022中,基于(式5)来计算在当前的功能设定状态下的整个发送处理系统的增益gtx_total。在发送振幅校正值决定单元2023中,利用在所述发送系统增益估计单元2022所计算出的整个发送系统的增益gtx_total,基于(式6)来决定用于校正的功率校正值gtx_c以在发送时实现期望的发送功率,并通过用于发送振幅校正的控制线路210将所述校正值输出到发送振幅校正单元2011。
gtx_total=gtx_a+gtx_b+gtx_c+gtx_e+gtx_adda+gtx_ana ···(式5)
gtx_c=gtx_11a-gtx_total ···(式6)
在发送振幅校正单元2011中,利用从所述发送振幅校正值决定单元2023提供的用于发送振幅校正的校正值,对输入信号进行振幅校正后,将信号输出到I/O单元1032。这里,具体而言,振幅校正相当于:以相当于增益量或衰减量的系数对输入信号进行振幅乘法,该增益量和衰减量相当于校正值。
如上所述,能够在无线通信装置200的各个处理单元和功能模块中,将所设定的处理功能中的输入和输出之间的增益值写入属性寄存器,并在发送处理时,基于这些增益值以期望的发送功率进行发送。
下面,将在可重构功能模块1031a、1031b、1031c、1031e、模拟/数字变换处理单元102以及模拟信号处理单元101的各个单元的接收处理时的增益分别假设为grx_a、grx_b、grx_e、grx_adda、grx_ana而进行说明。另外,假设设计为在无线通信装置200的整个接收系统中的增益为grx_11a时,在测定接收功率时不对测定值加以校正,而进行按照11a方式的接收功率测定的情况而进行说明。
另外,在11a方式的标准中,没有有关接收功率测定的规定,但在这里,假设无线通信装置200进行按照IEEE802.11a标准的无线通信的同时,还进行按照IEEE802.11h标准的无线通信的情况而进行说明。此时有以下规定,无线通信装置根据来自对方站的请求而测定接收功率并通知测定结果。
在接收系统增益估计单元2024中,基于(式7)来计算在当前的功能设定状态下的整个接收处理系统的增益grx_total。在接收功率测定校正值决定单元2025中,使用在所述接收系统增益估计单元2024所计算出的整个接收处理系统的增益grx_total,基于(式8)来决定用于校正为适当的发送功率测定值的测定校正值grx_c,并将决定的测定校正值输出到接收功率测定值校正单元2026。
grx_total=grx_a+grx_b+grx_c+grx_e+grx_adda+grx_ana ···(式7)
grx_c=grx_11a-grx_total ···(式8)
在接收功率测定值校正单元2026中,利用被写入到存储器1034的规定的地址中的接收信号的平均振幅平方值和所述输入的测定校正值,计算接收功率测定值。例如可以通过如(式9)那样的计算式来计算。
prx=Pave+grx_c+α[dBm]…(式9)
其中,α为,在整个接收处理系统的增益值grx_total等于grx0的条件下,即,在grx_c=0[dB]的条件下,通过标定(calibration)等操作,预先求得的平均振幅平方值Pava和接收功率值prx之间的换算系数。
如上所述,通过在无线通信装置200的各个处理单元和功能模块中,将所设定的处理功能中的输入和输出之间的增益值写入属性寄存器中,并在测定接收功率时,基于这些增益值来决定对于测定值的校正值并进行校正,从而能够正确地测定接收功率值。
下面还说明在无线通信装置200中进行与11a方式对应的无线通信处理时,变更可重构功能模块1031e中的发送/接收滤波器的特性的情况。在无线通信装置200中,有可能通过变更发送/接收滤波器的特性,获得各种各样的优点。
例如,根据外来干扰波的混入程度而变更在通频带之外的频域中的衰减特性,从而能够在截止特性方面和运算规模方面上,根据情况进行具有适当的特性的滤波处理,或者,在由于通信标准的修订,有关频谱遮罩的规格发生变更时,也只要将滤波处理功能变更为具有可满足规格的特性的滤波处理功能,就能够对应。
这里,在切换滤波器的功能时,如果在滤波器的输入和输出之间增益没有变化,则发送功率值和接收功率的测定值也不会变化,无需进行振幅校正和测定值的校正。然而,这样有可能限制滤波器的特性设计上的自由度。
因此,如本发明所示,采用在变更滤波器的功能时,随时将输入和输出之间的增益值写入属性寄存器10311e的规定的地址中(此时为#06和#16),并使用该值进行振幅校正和测定值的校正的结构,从而能够不依赖于滤波单元的输入和输出之间的增益,并且能够扩大在滤波单元上安装的滤波器功能的设计自由度。
另外,在本实施方式中,假设在无线通信装置200中进行发送信号振幅的校正以及在测定接收功率时的校正的双方的情况而进行了说明,但本发明不限于此,当然可以采用只进行发送信号振幅的校正和在测定接收功率时的 校正的其中一方的结构。
另外,在本实施方式中,采用了在可重构功能模块1031e的后级进行发送信号振幅的校正的结构,但本发明不限于此,也可以在其它位置进行发送信号振幅的校正。例如,可以采用下述结构:将可变增益放大器组装在模拟/数字变换处理单元102中,并将用于发送振幅校正的控制线路210作为该可变增益放大器的增益控制用信号而连接,并进行控制。另外还可以采用在模拟信号处理单元101中同样地组装可变增益放大器的结构。或者,可以作为其它可重构功能模块中的处理的一部分被添加。
另外,在本实施方式中,采用了作为测定接收功率时的测定值校正,由通信控制单元202利用被存储在存储器1034的接收信号的平均振幅平方值来进行校正的结构,但本发明不限于此。
例如,可以采用以下结构:在高层的处理中进行接收功率值的计算和校正,将通信控制单元202所计算出的校正值写入存储器1034的规定的地址中,并由在高层计算接收功率值的处理单元读出被写入到所述存储器1034的规定的地址中的所述校正值以及接收信号的平均振幅平方值,从而进行接收功率值的计算和校正。或者,可以采用以下结构:在可重构数字信号处理单元201中的任意的功能模块中进行接收功率值的计算和校正,将通信控制单元202所计算出的校正值提供给进行所述校正的功能模块。
这样,根据实施方式2,无线通信装置200中设置以下单元:可重构数字信号处理单元103,它具有与通信有关的多个功能单元(可重构功能模块),并通过重构所述功能单元的功能,进行按照多个通信方式的数字信号处理;功能设定控制单元107,控制所述功能的重构;属性寄存器10311,写入与所述多个功能单元的每个单元对应的通信控制的信息(例如,增益值);以及通信控制单元202,基于所述属性寄存器10311中所存储的所述通信控制的信息,进行通信控制(例如,发送振幅的控制),并且,该无线通信装置每次由功能设定控制单元107进行所述功能的重构时,将所述通信控制的信息盖写到属性寄存器10311中。
另外,作为盖写到属性寄存器10311中的所述通信控制的信息之一,包括与在各个功能单元中进行所设定的发送处理时的输入和输出之间的增益量有关的信息,作为通信控制之一,所述通信控制单元收集被写入到属性寄存器10311中的与所述发送处理时的增益量有关的信息(增益值),并基于所述收 集到的有关增益量的信息,对发送信号处理中的发送振幅进行校正控制。
由此,随时能够校正随着功能的变更而产生的在通信性能上需要校正的内容,这里尤其是发送振幅,从而能够利用进行了适当的校正的通信控制的信息来进行通信,所以能够提供可提高通信质量的无线通信装置。
另外,在无线通信装置200中,作为上述通信控制单元202还设置了:属性收集单元1041,收集被写入到属性寄存器10311的各个功能单元中的属性信息;增益信息提取单元2021,从属性信息中提取与所述发送处理时的增益量有关的信息;发送系统增益估计单元2022,基于所提取出的有关增益量的信息,估计本装置的整个发送处理系统的增益量;以及发送振幅校正值决定单元2023,基于本装置(无线通信装置200)所对应的无线通信系统的发送功率规格以及所述估计出的整个发送处理系统的增益,决定可重构数字信号处理单元201中的发送信号的增益校正值,无线通信装置200中还设置了发送振幅校正单元2011,它利用由发送振幅校正值决定单元2023决定出的所述增益校正值,进行可重构数字信号处理单元201的发送信号处理系统中的发送信号振幅的校正。
另外,作为盖写到属性寄存器10311中的所述通信控制的信息之一,包括与在各个功能单元中进行所设定的接收处理时的输入和输出之间的增益量有关的信息,作为通信控制之一,通信控制单元202收集被写入到属性寄存器10311中的与接收处理时的增益量有关的信息,并基于收集到的有关增益量的信息,对接收功率测定中的测定值进行校正控制。
由此,随时能够校正随着功能的变更而产生的在通信性能上需要校正的内容,这里尤其是接收功率测定中的测定值,从而能够适当地测定接收功率值。其结果,能够利用进行了适当的校正的通信控制的信息(接收功率的测定值)来进行通信控制,例如向基站装置发送反馈信息等,所以能够提供可提高通信质量的无线通信装置。
另外,在无线通信装置200中,作为通信控制单元202还设置了:属性收集单元1041,收集被写入到属性寄存器10311的属性信息;增益信息提取单元2021,从属性信息中提取与接收处理时的增益量有关的信息;接收系统增益估计单元2024,基于所提取出的有关增益量的信息,估计本装置(无线通信装置200)的整个接收处理系统的增益量;校正值决定单元2025,基于估计出的整个接收处理系统的增益量,决定所述可重构数字信号处理单元中在接 收功率测定时的校正值;以及接收功率测定值校正单元2026,利用校正值决定单元2025所决定的校正值、在可重构数字信号处理单元201的接收处理系统中所计算出的接收信号的平均振幅平方值以及预先存储的所述平均振幅平方值与接收功率值之间的换算系数,进行接收功率测定值的校正。
(其它实施方式)
在上述的实施方式1和2中,说明了以下结构:在无线通信装置100和200的模拟信号处理单元101、模拟/数字变换处理单元102、可重构数字信号处理单元103和201的各个处理单元和功能模块中,设置用于存储属性信息的属性寄存器10311。并且说明了在上述结构中变更功能时,改写属性寄存器10311中的有关处理延迟和增益的属性信息,通信控制单元104和202基于改写后的属性信息,随时能够对发送定时和发送信号振幅进行校正,或者进行接收功率测定时的校正。但是,另外还可以提出以下实施方式。
例如,在为模拟/数字变换处理单元102的模拟/数字变换电路1021和数字/模拟变换电路1022中的量化比特数通过功能变更可以改变的结构时,只要采用如下结构,即为,将通过功能变更而设定的有关量化比特的信息,写入属性寄存器1023的规定的地址中的结构,就能够例如在通信控制单元104和202中,把握模拟/数字变换处理单元102可对应的信号的动态范围。进而,基于可对应的信号的动态范围,能够变更在模拟信号处理单元101或可重构数字信号处理单元103和201中的信号处理的控制内容。
具体而言,例如在模拟/数字变换处理单元102中所设定的量化比特数较大,即,动态范围被设定为较大时,因为在发送系统中可以期待频率轴上的背景噪声特性降低,所以将模拟信号处理单元101中的发送放大器的特性变更为可以高效率地动作的设定,通过上述控制,符合整个发送处理系统所对应的无线通信标准的发送规格即可。
并且,在接收系统中,不需要对接收信号振幅进行微调,所以对于模拟信号处理单元101的接收系统的可变增益放大单元中的增益控制,可以简化该控制,也可以降低控制频度。
相反地,在模拟/数字变换处理单元102中所设定的量化比特数较小,即,动态范围被设定为较小时,在模拟信号处理单元101中,变更控制以更精细地进行上述控制。还有,在可重构数字信号处理单元103和201中,可以减少信号处理时的有效比特数,所以通过功能变更,实现有效比特幅度较小且 电路运算规模较小的设定而进行通信处理,从而能够降低无线通信装置100和200的消耗功率。
这样,在无线通信装置(100、200)中,采用可变更对发送/接收信号进行模拟信号处理的处理单元(模拟信号处理单元101)的功能或性能的结构,并设置用于写入与模拟信号处理单元(101)的功能或性能有关的属性信息的其它属性寄存器(1011),在通信控制单元(104和202)进行通信控制时,除了属性寄存器(10311)所存储的通信控制的信息以外,还基于被写入到其它属性寄存器(1011)中的有关功能或性能的信息进行通信控制。
由此,除了随着在功能单元(可重构功能模块)的功能变更而产生的、在通信性能上需要校正的内容之外,还可以随时校正随着模拟信号处理单元(101)的功能或性能的变更而产生的、在通信性能上需要校正的内容,所以能够利用进行了适当的校正的、通信控制的信息以及有关功能或性能的信息来进行通信,因此能够提供可进一步提高通信质量的无线通信装置。
另外,在无线通信装置(100、200)中,设置了:数字/模拟变换处理电路(1022),将来自可重构数字信号处理单元(103、201)的发送数字信号变换为模拟信号,并将其输出到模拟信号处理单元(101);以及模拟/数字变换处理电路(1021),将来自模拟信号处理单元(101)的接收模拟信号变换为数字信号,并将其输出到可重构数字信号处理单元(103、201),并且采用可变更数字/模拟变换处理电路(1022)和模拟/数字变换处理电路(1021)中的采样频率或量化比特数的结构,该无线通信装置还设置其它属性寄存器(1023),写入所设定的有关所述采样频率或量化比特数的信息作为所述通信控制的信息,通信控制单元(104、202)在进行通信控制时,使用被写入到两个属性寄存器(10311和1023)中的所述通信控制的信息来进行通信控制。
由此,除了随着在功能单元(可重构功能模块)的功能变更而产生的、在通信性能上需要校正的内容之外,还可以随时校正随着数字/模拟变换处理电路(1022)和模拟/数字变换处理电路(1021)中的采样频率或量化比特数的变更而产生的、在通信性能上需要校正的内容,所以能够利用进行了适当的校正的通信控制的信息来进行通信,因此能够提供可进一步提高通信质量的无线通信装置。
另外,如图10所示,在无线通信装置中还设置装置状态监视单元301,它用于监视装置中的各种状态,根据所述状态,将各个功能模块和处理单元 的功能,从多个功能设定的候选中变更为具有最合适的功能和性能的处理内容,从而能够更有效率地运用无线通信装置。
例如,假设下述结构而说明,在无线通信装置300通过电池驱动时,由所述装置状态监视单元301定期地把握电池302的残留容量。这里,在无线通信装置300的电池302有足够的残留容量时,或者,在从其它电源供电时,重视无线通信性能,例如选择功能设定以确保模拟/数字变换处理单元102中的量化比特数和采样率对要求性能有十分的裕量,同样地,在可重构数字信号处理单元103的各个功能模块中,也对其处理内容进行变更以使其能够对应所述量化比特数较大的情况。
相对于此,在装置状态监视单元301判断为电池的残留容量较少时,对所述模拟/数字变换处理单元102的功能和性能设定进行变更,以实现在无线通信标准的要求规格上容许的范围内削减了余量(margin)的量化比特数,同样地,在可重构数字信号处理单元103的各个功能模块中,对其处理内容进行变更以使其对应减少了所述量化比特数的情况。
另外,在进行这样的控制时,如下所述,还需要对图3的结构加以以下的变更。首先,在各个功能模块和处理单元中,需要将可以设定的多种处理内容在各个设定下的属性信息,全部都写入属性寄存器中。并且,在功能设定控制单元107中,在启动无线通信装置300的同时,需要读出重构用存储单元106所存储的、与各个功能模块和处理单元的多种功能设定程序等对应的所有属性信息,并将其写入属性寄存器中。另外,在通信控制单元303中判断为需要功能变更时,需要用于指示进行重构控制的控制线路310。
另外,还需要控制线路311,它用于监视表示无线通信装置300的接收质量状况的测定值。这里假设在接收处理的过程中计算表示接收质量的指标(例如CNR:载波噪声功率比),并写入存储器1034的规定的地址,通过控制线路311读出所述表示接收质量的指标。
采用如上所述的结构并进行控制,监视无线通信装置300的状况,并利用该状况以及在各个功能模块和处理单元中可以设定的多种处理内容中被期望的性能余量、以及有关消耗功率的属性信息,变更各个功能模块和处理单元的功能以适合于当前状况的处理内容,由此能够提高无线通信装置300的电池消耗效率。
另外,上面作为一个例子提出了基于无线通信装置300的有关电池残留 容量的状况和属性信息,进行考虑消耗功率方面的效率的重构控制的情况,但是,另外还可以期待适用以下的例子。
例如,在装置状态监视单元301中,监视装置的温度环境,并根据温度条件来变更功能以具有合适的处理内容。此时,作为属性信息存储下述数据即可,该数据为,各个功能模块和处理单元随着温度条件产生什么样的性能劣化的规格数据。
本说明书是基于2005年9月7日申请的日本专利申请第2005-259738号。其内容全部包含于此。
工业实用性
本发明的无线通信装置和通信控制方法,作为即使在随着功能变更而通信控制的信息发生变更时,也通过进行适当的校正而提高通信质量的无线通信装置和通信控制方法,极为有用。
Claims (12)
1.一种无线通信装置,包括:
多个可重构功能单元,通过重构关系到通信的功能,进行依照多个通信方式的数字信号处理;以及
通信动作控制功能单元,控制通信动作,
所述可重构功能单元还包括用于写入通信控制的信息的属性寄存器,
所述通信动作控制功能单元还包括:
功能设定控制单元,每次重构所述通信功能时,将所述通信控制的信息盖写到所述属性寄存器中;以及
通信控制单元,基于所述属性寄存器所存储的所述通信控制的信息,进行通信控制。
2.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,
所述通信控制单元将被写入到所述多个属性寄存器中的多个信息进行综合,并基于该综合信息进行通信控制。
3.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,
作为盖写到所述属性寄存器中的所述通信控制的信息之一,包括延迟信息,该延迟信息与在各个可重构功能单元中进行所设定的处理时在输入和输出之间产生的处理延迟时间有关,
作为通信控制之一,所述通信控制单元收集在所述属性寄存器中所写入的各个可重构功能单元的延迟信息,并基于所收集到的延迟信息,决定发送信号处理的开始定时。
4.如权利要求3所述的无线通信装置,其中,
作为所述通信控制单元还包括:
属性收集单元,收集在所述属性寄存器中所写入的各个可重构功能单元中的属性信息;
延迟信息提取单元,从所述属性信息中提取有关延迟的信息;
处理延迟时间估计单元,基于所述提取出的有关延迟的信息,估计本装置的整个发送处理系统的处理延迟时间量;以及
发送定时决定单元,基于所述估计出的整个发送处理系统的处理延迟时间量以及有关系统定时的信息,决定在所述多个可重构功能单元中的发送信号处理的开始定时,
所述无线通信装置还包括定时器,输出与本装置所对应的无线通信系统同步的有关所述系统定时的信息,并且基于与所述决定出的在多个可重构功能单元中的发送信号处理的开始定时有关的信息,输出作为所述发送信号处理的开始基准的发送处理使能信号。
5.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,
作为盖写到所述属性寄存器中的所述通信控制的信息之一,包括与在各个可重构功能单元中进行所设定的发送处理时的输入和输出之间的增益量有关的信息,
作为通信控制之一,所述通信控制单元收集写入到所述属性寄存器中的、与所述发送处理时的增益量有关的信息,并基于所述收集到的有关增益量的信息,对发送信号处理中的发送振幅进行校正控制。
6.如权利要求5所述的无线通信装置,其中,
作为所述通信控制单元还包括:
属性收集单元,收集在所述属性寄存器中所写入的各个可重构功能单元中的属性信息;
增益信息提取单元,从所述属性信息中提取与所述发送处理时的增益量有关的信息;
发送系统增益估计单元,基于所述提取出的有关增益量的信息,估计本装置的整个发送处理系统的增益量;以及
发送振幅校正值决定单元,基于本装置所对应的无线通信系统的发送功率规格以及所述估计出的整个发送处理系统的增益,决定所述多个可重构功能单元中的发送信号的增益校正值,
所述无线通信装置还包括发送振幅调整单元,其利用由所述发送振幅校正值决定单元决定出的所述增益校正值,进行所述发送信号的振幅校正。
7.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,
作为盖写到所述属性寄存器中的所述通信控制的信息之一,包括与在各个可重构功能单元中进行所设定的接收处理时的输入和输出之间的增益量有关的信息,
作为通信控制之一,所述通信控制单元收集在所述属性寄存器中所写入的、与接收处理时的增益量有关的信息,并基于所述收集的有关增益量的信息,对接收功率测定中的测定值进行校正控制。
8.如权利要求7所述的无线通信装置,其中,
作为所述通信控制单元还包括:
属性收集单元,收集在所述属性寄存器中所写入的属性信息;
接收增益信息提取单元,从所述属性信息中提取与接收处理时的增益量有关的信息;
接收系统增益估计单元,基于所述提取出的有关增益量的信息,估计本装置的整个接收处理系统的增益量;
校正值决定单元,基于所述估计出的整个接收处理系统的增益量,决定所述多个可重构功能单元中的接收功率测定时的校正值;以及
接收功率测定值校正单元,利用在所述校正值决定单元中决定出的校正值、在所述多个可重构功能单元中计算出的接收信号的平均振幅平方值、以及预先存储的所述平均振幅平方值与接收功率值之间的换算系数,进行接收功率测定值的校正。
9.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,
作为盖写到所述属性寄存器中的所述通信控制的信息,至少包括下述信息中的一个信息:
与信号输入级的时钟频率有关的信息;
与信号输出级的时钟频率有关的信息;
与信号输入级的缓存器大小有关的信息;
与信号输出级的缓存器大小有关的信息;以及
有关使用电路规模的信息。
10.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,设置:
处理单元,可变更对发送/接收信号进行模拟信号处理的功能或性能;以及其它属性寄存器,写入与所述处理单元的功能或性能有关的属性信息,
所述通信控制单元在进行通信控制时,除了在所述属性寄存器中所存储的所述通信控制的信息以外,还基于在所述其它属性寄存器中所写入的有关功能或性能的信息进行通信控制。
11.如权利要求1所述的无线通信装置,其中,
设置:数字模拟变换处理单元,可变更采样频率或量化比特数,将来自所述可重构功能单元的发送数字信号变换为模拟信号,并将其输出到模拟信号处理单元;以及模拟数字变换处理单元,可变更采样频率或量化比特数,将来自所述模拟信号处理单元的接收模拟信号变换为数字信号,并将其输出到所述可重构功能单元,
还设置其它属性寄存器,写入与所设定的采样频率或量化比特数有关的信息作为所述通信控制的信息,
所述通信控制单元在进行通信控制时,使用在所述属性寄存器和所述其它属性寄存器中所写入的所述通信控制的信息进行通信控制。
12.一种通信控制方法,包括下述步骤:
每次重构关系到通信的多个可重构功能单元时,将通信控制的信息写入在每个所述可重构功能单元中所设置的多个属性寄存器中;以及
将在所述多个属性寄存器中已被写入的多个信息进行综合,并基于该综合信息进行通信控制。
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