CN1238623A - 表控制的调制信号产生 - Google Patents

Abstract

利用依赖于预计算的滤波器输出值以减少所需处理的方法，输入数据流中的双位(即，位对)转换成调制信号(例如，π/4－DQPSK调制信号)以产生此调制信号中每个样本。预计算的滤波器输出值存储在一个或多个查阅表中，在信号转换期间实时访问此查阅表以检索所需要的值。通过大大地减少调制信号中产生每个复数样本涉及的计算，本发明可用于减少实施调制过程的成本和/或增大输入数据流的附加取样率，从而减小调制信号中的失真。

Description

表控制的调制信号产生

本发明涉及信号处理，尤其涉及π/4-差分编码的四相移相键控(π/4-DQPSK)调制。

图1表示编码和调制语音相关的声频信号的普通数字系统100的方框图，采用π/4-DQPSK进行传输。如图1所示，模数转换器102数字化输入信号，语音编码器104编码此数字化流，信道编码器106给编码的数据添加冗余位，数字复用器108隔行扫描(interleave)编码的数据(能使接收机在传输的信号中存在突发差错情况下完成差错纠正)，和调制器110对隔行数据流中的双位(即，位对)施加π/4-DQPSK调制，以产生对应于调制信号中同相部分(或实部)和正交相位部分(或虚部)的多位数字值DI和DQ。这两个数字流DI和DQ由数模(D/A)转换器112转换成模拟信号，然后由低通滤波器114滤波此模拟信号，以产生对应于调制信号中同相部分和正交相位部分的两个模拟输出信号AI和AQ。

在π/4-DQPSK调制中，用(y,x)表示的输入双位流转换成调制的复数值输出流I+jQ，其中I是每个复数值的同相部分或实部，Q是每个复数值的正交相位部分或虚部。在典型的数字设备中，这个转换过程涉及到把计算繁重的有限脉冲响应(FIR)滤波器应用于附加取样的数据流，以产生一连串附加取样的内插复数值。转换过程中附加取样的程序往往受到实施此调制方案的处理器有限能力的限制。因此，调制信号中失真电平可能高于所要求的。采用较昂贵的处理器能够获得较小的失真，这种处理器具有对付较高附加取样程度的处理能力。

本发明的目的是一种调制方案(例如π/4-DQPSK)，这种调制方案大大地简化了输入数据转换成调制信号中涉及的实时计算。所以，对于一个给定的处理器，本发明的调制方案能够实施较高程度的附加取样，因此提供了比普通π/4-DQPSK调制方案较小失真的调制信号，而不必采用较昂贵的处理器。

按照一个实施例，本发明是一个从输入数据流中产生基于相位的调制信号方法。在基于相位的调制方案中，把信息编码成调制信号内的相位变化。从输入数据流的位集合中产生状态变量，利用状态变量产生地址指针。利用地址指针从存储器中检索对应于滤波器输出的预计算值，把加法/减法运算应用于预计算值以产生调制信号。利用预计算的滤波器输出值减小计算负荷，从而对于一个给定的处理器允许有较高程度的附加取样。

在另一个实施例中，完成差分状态编码以便从输入数据流的位集合中产生状态变量，完成样本产生以便从调制信号中产生状态变量。样本产生包括以下步骤：(1)利用状态变量更新寄存器：(2)根据寄存器中的值产生查阅表地址；(3)利用查阅表地址从存储器中检索对应于滤波器输出的预计算值；和(4)把加法/减法运算应用于预计算值以产生调制信号。

按照又一个实施例，本发明是一个有调制器的集成电路，用于从输入数据流中产生基于相位的调制信号。此电路包括：(a)差分状态编码器，适合于从输入数据流的位集合中产生状态变量，和(b)样本发生器，适合于从状态变量中产生调制信号。样本发生器包括：(1)寄存器，利用状态变量更新寄存器值，寄存器值用于产生查阅表地址，以便从存储器中检索对应于滤波器输出的预计算值，和(2)加法/减法运算器，适合于从预计算值中产生调制信号。

从以下的详细描述，所附权利要求书和附图中，本发明的其他方面，特征和优点会变得更加显而易见，这些附图是：

图1表示编码和调制语音信号的普通数字系统方框图，采用π/4-DQPSK调制进行传输；

图2表示按照本发明一个实施例的π/4-DQPSK调制器方框图；

图3表示π/4-DQPSK调制中符号群的星座图；

图4表示把一个16-系数FIR滤波器应用于一列连续时间间隔的输入符号流的星座图；和

图5表示图2的调制器中样本发生器的硬件电路设备示意图。

图2表示按照本发明一个实施例的π/4-DQPSK调制器200方框图。调制器200可以用在数字系统中调制信号，例如，调制语音信号。因此，调制器200可用于替代图1系统100中的普通数字调制器110。由于调制器200完成数字处理，它可以在一个适当的处理平台上用软件，固件，硬件，或其组合加以实现，例如，通用微处理机，现场可编程门阵列(FPGA)，数字信号处理器(DSP)，或专用集成电路(ASIC)。

调制器200包括差分状态编码器202和复数样本发生器204。编码器202利用每个输入双位(y,x)以更新用三个二进制数(BE,BQ,BI)表示的状态变量，其中BE位识别双位在π/4-DQPSK星座中究竟是偶符号或奇符号，BI位和BQ位分别对应于同相信号I和正交相位信号Q。双位是从串行位流中转换成的，从串行流的位1开始。x位是奇数位，y位是偶数位。样本发生器204利用状态变量(BE,BQ,BI)的历史产生多位数字复数样本DI+jDQ，其取样率是符号率的倍数(即，附加取样)。样本发生器204利用状态变量的历史和时钟信号作为地址，以检索存储在存储器装置206(例如，只读存储器或ROM)中一个或多个查阅表内预计算的滤波器输出值。于是，通过对检索的值完成四个加法功能，样本发生器204产生数字复数样本。样本发生器中的运算完成对应于内插和低通滤波的功能。所用的滤波器是一个滚降因子为0.35的平方根上升余弦滤波器，作为一个有限脉冲响应(FIR)滤波器。

差分状态编码

在π/4-DQPSK调制中，每个双位(y,x)模式确定符号间隔处的数字复数样本I(n)+jQ(n)的相位变化，在此文件中数字复数样本称为符号样本。表Ⅰ规定相位变化值。

表Ⅰ
		双位(y,x)	相位变化
00	π/4
		01	3π/4
10	-π/4
		11	-3π/4

符号样本I(n)+jQ(n)在复平面内的运动受输入双位流的控制。然而，符号样本的踪迹并不占满整个复平面，而只有图3中标记为S0,S1,…S7八个点。例如，在时刻n，符号样本可能在点S4。若新的双位(y,x)=(0,1)，在时刻n+1符号样本就在点S3,其相位变化为3π/4。而且，符号样本交替地在奇符号组(即，S0,S1,S2，和S3)与偶符号组(即，S4,S5,S6和S7)之间移动。

表Ⅱ中所示点S0,S1,…S7的值是这样选的，它们能够有效地用三个二进制变量(BE,BQ,BI)表示，这就可以给滤波器的输出构造简洁的查阅表。偶符号的复数值可以按照如下公式(1)写出： ${(I+\mathrm{jQ})}_{\mathrm{EVEN}}=\frac{1}{\sqrt{2}}[{(-1)}^{\mathrm{BI}}+j{(-1)}^{\mathrm{BQ}}]----\left(1\right)$ 其中：

和

表Ⅲ列出输入数据流中每个可能的连续双位组合的状态变量(BE,BQ,BI)之间关系，其中以前的双位称之为旧双位，当前的双位称之为新双位。

表Ⅲ
																	旧Si	旧状态变量			新符号				新BE	新BQ				新BI
新双位(y,x)				新双位(y,x)				新双位(y,x)
												BE	BQ	BI	00	01					10	11	00	01		10	11	00	01	10	11
S0	0	0	0	S4	S5	S6	S7	1	0	0	1							1	0	1												0	1
												S1	0	0	1	S5	S7				S4	S6	1	0	1	0	1	1	1	0	0
S2	0	1	0	S6	S4	S7	S5	1	1	0	1							0	0	0												1	1
												S3	0	1	1	S7	S6				S5	S4	1	1	1	0	0	1	0	1	0
S4	1	0	0	S1	S3	S0	S2	0	0	1	0							1	1	1												0	0
												S5	1	0	1	S3	S2				S1	S0	0	1	1	0	0	1	0	1	0
S6	1	1	0	S0	S1	S2	S3	0	0	0	1							1	0	1												0	1
												S7	1	1	1	S2	S0				S3	S1	0	1	0	1	0	0	0	1	1

利用以下逻辑公式，可以写出转换到新的BQ值和BI值。若以前的符号是奇符号(即，BE_OLD=0)，则有：

和

其中“·”代表逻辑AND运算，“+”代表逻辑OR算，和“上划线”代表逻辑补。另外，若以前的符号是偶符号(即，BE_OLD=1)，则

BI_NEW= b    (6)

和

BQ_NEW=a    (7)

在任一情况下，

在本发明一个实施例中，图2的差分状态编码器202执行所需要的公式(4)-(8)，把输入数据流中的每个双位转换成三个状态变量(BE,BQ,BI)。

样本产生

样本发生器204以附加取样率把差分状态编码器202产生的状态变量(BE,BQ,BI)转换成一连串数字复数样本DI+jDQ,其中DI和DQ分别对应于同相部分(实部)和正交相位部分(虚部)。利用滚降因子为0.35的FIR平方根上升余弦滤波器，样本发生器204内插符号样本流到一连串数字复数样本中。

作为应用到偶和奇符号流的多相滤波器实现的FIR滤波器

图4表示图3样本发生器204中的一个内插过程实例。令x1,x2,x3,…代表要以四倍符号率转换成一连串样本的符号样本。注意，图4中图形(A)表示，为了便于说明，x1,x2,…是实数。令x1,x3,x5,…是奇符号，x2,x4,x6,…是偶符号。FIR滤波器有16个系数的长度。为了内插符号样本，有0值的三个样本插入在每个相继符号样本对之间。生成附加取样的样本流在图形(A)中表示。

在每个时间间隔n，具有系数(f₁,f₂,…,f₁₆)的FIR滤波器加到图形(A)附加取样符号流的相应部分。例如，图形(B)对应于在时刻n=15加16-系数FIR滤波器，图形(C)对应于在时刻n=16加16-系数FIR滤波器，等等。在时刻n=15,FIR滤波器的输出FOUT由以下公式(9)给出：F_OUT(n-15)=f₁₆·x1+f₁₂·x2+f₈·x3+f₄·x4,    (9)

其中在内插的符号流中另外12个FIR系数乘以零。把奇符号x1和x3与偶符号x2和x4进行组合，公式(9)变成：F_OUT(n-15)=(f₁₆·x1+f₈·x3)+(f₁₂x2+f₄·x4),  (10)

多相滤波器(f₁₆,f₈)加到奇符号(x1,x3)，和多相滤波器(f₁₂,f₄)加到偶符号(x2,x4)。类似地，在时刻n=16，转换的输出由以下公式给出：F_OUT(n-16)=f₁₃·x2+f₉·x3+f₅·x4+f₁·x5,     (11)它可以重新安排成如下的奇部分和偶部分：F_OUT(n-16)=(f₉·x3+f₁·x5)+(f₁₃·x2+f₅·x4), (12)

多相滤波器(f₉,f₁)加到奇符号(x3,x5)，多相滤波器(f₁₃,f₅)加到偶符号(x2,x4)。重复这个过程表明，虽然不同的滤波器是在不同的时刻加上的，奇符号和偶符号都通过以下八个多相滤波器的相同序列：(f₉,f₁),(f₁₀,f₂),(f₁₁,f₃),(f₁₂,f₄),(f₁₃,f₅),(f₁₄,f₆),(f₁₅,f₇),(f₁₆,f₈)。这个方法是，把奇符号和偶符号当作两个分开的样本流，把多相滤波器加到特定的序列中。

对于每个时间周期n，能够产生安排成偶部分和奇部分的类似公式。这些公式展示一般的原理，FIR滤波器加到符号流中可以这样实现：把符号流分成奇符号流和偶符号流，多相滤波器加到奇符号流和偶符号流中，然后，组合多相滤波器的输出以产生FIR滤波器的输出。

偶符号表示

再参照表Ⅱ，对于偶符号S4,S5,S6，和S7，复数值(I+jQ)_EVEN的实部I和虚部Q是 或 。这个二值情况就可以按照如下公式(13)把偶符号的复数值表示成偶符号的二值状态变量BI和BQ： ${(I+\mathrm{jQ})}_{\mathrm{EVEN}}=\frac{1}{\sqrt{2}}[{(-1)}^{\mathrm{BI}}+j{(-1)}^{\mathrm{BQ}}]----\left(13\right)$ 注意：和

加到偶符号流的多相滤波器是用一组N个多相滤波器系数{c(0),c(1),…,c(N-1)}表示。偶符号输入的多相滤波器输出是由如下公式(16)表示： $\mathrm{DEL}\left(n\right)\·\mathrm{jDEQ}\left(n\right)\·\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{[I(n-k)+\mathrm{jQ}(n-k)]}_{\mathrm{EVEN}}\·c\left(k\right)$ $\·[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BI}(m-k)}\·\left(\frac{c\left(k\right)}{\sqrt{2}}\right)]\·j[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BQ}(m-k)}\·\left(\frac{c\left(k\right)}{\sqrt{2}}\right)]$ (16)

其中n是附加取样数据流的时间点指数，[I(n)+jQ(n)]_EVEN是对应于偶符号的复数符号样本。

根据公式(14)和(15)的关系，公式(16)中DEI(n)和DEQ(n)的值是 $\frac{\±c\left(0\right)}{\sqrt{2}},\frac{\±c\left(1\right)}{\sqrt{2}},\·\·\·,\frac{\±c(N-1)}{\sqrt{2}}$ 诸项之和，其中正号或负号取决于BI(n-k)和BQ(n-k)的值。对于一个有N个系数的多相滤波器，就有2^N个不同的BI(n-k)和BQ(n-k)可能组合，因而有2^N个相应的DEI(n)和DEQ(n)值。

按照本发明，2^N个DEI(n)和DEQ(n)值是预先计算出的，存储在图2存储器206的查阅表中，供样本发生器204使用。在一个实施例中，预计算的值存储在存储器206中，而使查阅表地址是根据2^N个不同的BI(n-k)和BQ(n-k)组合的二值模式。尤其是，地址指针AEI(n)是用于查找DEI(n)的预计算值，按照如下的公式(17)，其中地址指针AEI(n)是由偶符号流状态变量BI的N个最近值所确定：

AEI(n)=[BI(n),BI(n-1),…,BI(n-N+1)]_EVEN    (17)类似地，地址指针AEQ(n)是用于查找DEQ(n)的预计算值，按照如下的公式(18)，其中地址指针AEQ(n)是由偶符号流状态变量BQ的N个最近值所确定：

AEQ(n)=[BQ(n),BQ(n-1),…,BQ(n-N+1)]_EVEN    (18)不是对每个新符号实时地(即，在实际的滤波过程期间)完成公式(16)的计算，样本发生器204只是更新为地址指针AEI(n)和AEQ(n)保持的地址缓冲器(例如，先进先出移位寄存器)，利用这些地址指针从查阅表存储器206中分别检索DEI(n)和DEQ(n)相应的预计算值。

奇符号表示

如图3所示，偶符号与奇符号相差45°。因此，对应于奇符号的复数符号样本可以把对应于偶符号的复数符号样本旋转-45°来表示，即，旋转-π/4弧度，如以下公式(19)所示：

(I+JQ)_ODD=(I+JQ)_EVEN·e^-jπ/4    (19)把公式(13)代入公式(19)得到如下公式(20)： ${(I+\mathrm{jQ})}_{\mathrm{ODD}}=\frac{1}{\sqrt{2}}[{(-1)}^{\mathrm{BI}}+j{(-1)}^{\mathrm{BQ}}]\·e^{-\mathrm{j\π}/4}----\left(20\right)$ 把公式(20)中的指数项展开得到如下公式(21)： ${(I+\mathrm{jQ})}_{\mathrm{ODD}}=\frac{1}{2}[{(-1)}^{\mathrm{BI}}+j{(-1)}^{\mathrm{BQ}}]\·(1-j)----\left(21\right)$ 加到奇符号流的多相滤波器是用一组多相滤波器系数{d(0),d(1),…d(N-1)}表示。奇符号输入的多相滤波器输出是用如下的公式(22)表示： $\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{[I(n-k)+\mathrm{jQ}(n-k)]}_{\mathrm{ODD}}\·d\left(k\right)----\left(22\right)$ 其中n是附加取样数据的时间点指数，[I(n)+jQ(n)]_ODD是对应于奇符号的复数符号样本。

把公式(21)代入公式(22)得到如下公式(23)： $\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{2}[{(-1)}^{\mathrm{BI}(m-k)}+j{(-1)}^{\mathrm{BQ}(m-k)}]\·(1-j)\·d\left(k\right)----\left(23\right)$ 重新安排(23)得到如下公式(24)： $\left(\right[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BI}(n-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right)]\·j[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BQ}(m-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right)\left]\right)\·(I-j)----\left(24\right)$

按照如下的公式(25)和(26)，令DOI(n)和DOQ(n)代表公式(24)中括号内的实部和虚部： $\mathrm{DOI}\left(n\right)-\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BI}(m-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right)----\left(25\right)$ 和 $\mathrm{DOQ}\left(n\right)\·\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BQ}(n-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right)----\left(26\right)$

假设偶符号和奇符号的多相滤波器有相同的系数，公式(25)和(26)中DOI(n)和DOQ(n)的表达式与公式(16)中DEI(n)和DEQ(n)的表达式相差

把公式(25)和(26)代入公式(24)，再重新安排各项，得到如下奇符号输入的多相滤波器输出的公式(27)：(DOI(n)+j·DOQ(n))·(1-j)-(DOQ(n)+DOI(n))+j·(DOQ(n)-DOI(n))    (27)

因此，FIR滤波器输出的实部是DOQ(n)与DOI(n)之和，FIR滤波器输出的虚部是DOQ(n)与DOQ(n)之差。

如同公式(16)中DEI(n)和DEQ(n)的情况一样，公式(25)和(26)中有2N个不同的BI(n-k)和BQ(n-k)组合，因而有2^N个相应的DOI(n)和DOQ(n)值。这些2^N个值可以预计算出，并存储在存储器206的查阅表中，样本发生器204能够在实时信号处理期间检索正确的值。如同以前一样，在一个实施例中，预计算出的值存储在存储器206中，而使地址是根据2^N个不同的BI(n-k)和BQ(n-k)组合的二值模式。尤其是，地址指针AOI(n)是用于查找DOI(n)的预计算值，按照如下的公式(28)，其中地址指针AOI(n)是由奇符号流状态变量BI的N个最近值所确定：

AOI(n)=[BI(n),BI(n-1),…,BI(n-N+1)]_EVEN    (28)

类似地，地址指针AOQ(n)是用于查找DOQ(n)的预计算值，按照如下的公式(29)其中地址指针AOQ(n)是由偶符号流状态变量BQ的N个最近值所确定：

AOQ(n)=[BQ(n),BQ(n-1),…,BQ(n-N+1)]_EVEN    (29)

取决于存储器空间与处理时间之间的折衷，样本发生器204能够访问奇符号流唯一的查阅表，或访问偶符号流所用同一个查阅表，然后调整偶符号项与奇符号项之间的 因子值。若处理速度比存储器使用更重要，每个滤波器访问其自己的具有2^N个项目的预计算的查阅表。

组合多相滤波器输出

2N-系数FIR滤波器的输出(DI(n)+jDQ(n))是来自偶符号多相滤波器的输出(DEI(n)+jDEQ(n))与来自奇符号多相滤波器的输出((DOQ(n)+DOI(n)+j(DOQ(n)-DOI(n)))之和，如以下公式(30)和(31)所表示的：

DI(n)=DEI(n)+DOQ(n)+DOI(n)    (30)

和

DQ(n)=DEQ(n)+DOQ(n)-DOI(n)    (31)

如以前几节所描述的，对于每个附加取样符号，样本发生器204的整个处理可以通过以下步骤实现：(1)更新四个移位寄存器(根据公式(17),(18),(28)，和(29)),(2)从存储器检索四个预计算值(根据移位寄存器中的地址)和(3)完成三个加法/减法功能(根据公式(30)和(31))。

由于涉及到简单的运算，对于一个给定的处理平台，本发明应该比常规方法能够支持更大的附加取样率，其中当调制信号时，实时地完成FIR滤波器计算。例如，在输入数据流包含每秒24.3K双位(即，每秒24,300双位)的应用中，32样本/符号的附加取样率导致含每秒777.6K样本的调制信号。典型的现场可编程门阵列能够支持64样本/符号的附加取样率。因此，可以大大地减少调制信号中的失真。

样本发生器电路

图5表示按照本发明一个实施例部分的集成电路500示意图，对应于图2中样本发生器204和存储器206相对低成本的硬件设施。电路500是基于32样本/符号的附加取样率，低通FIR滤波器有滚降因子为0.35的平方根上升余弦响应。电路500有两个1∶2多路分解器502和504，四个13位寄存器506-512，和四个加法器514-520，而存储器206有两个8千字节ROM。在每个寄存器506-512内，位A0-A4是由时钟信号控制，时钟信号是根据图5指定的输出样本率FS，位A5与状态变量BE相联系，位A6硬连线到高电平(例如+5V)或低电平(例如，GND)，位A7-A12的功能是移位寄存器，其中在位A12处进入，在位A7处出去。

由于图2的差分状态编码器202产生输入数据流中偶符号和奇符号的三个状态变量(BE,BQ,BI)，偶符号的BI值加到寄存器506的移位寄存器SREI，奇符号的BI值加到寄存器508的移位寄存器SROI，偶符号的BQ值加到寄存器510的移位寄存器SREQ，奇符号的BQ值加到寄存器512的移位寄存器SROQ。BI值和BQ值加到移位寄存器是由多路分解器502和504控制，这两个多路分解器作为开关是由状态变量BE控制，它指出当前的符号是偶符号或奇符号。

每次在输入数据流中遇到一个新符号，两个移位寄存器被更新-或偶符号的SREI和SREQ，或奇符号的SROI和SROQ。时钟信号与输入数据流中的每个符号同步，因而，每当遇到一个新符号和两个移位寄存器被更新时，位A0-A4中的值都为0。这5位按照它们的时钟信号进行切换，在输入数据流中遇到下一个符号之前，位A0-A4中的值以二进制增量从全部为0变到全部为1。

在基于样本率F_s的每个时钟周期，两个寄存器(例如，或寄存器506和508，或寄存器510和512)中的13位值用作查阅表地址，以便从两个8千字节ROM的存储器206中检索数据。因此，对于数据流中每个符号，给每个移位寄存器中存储的每个位集合完成25或32次不同的表查找。A6位硬连线的或高或低保证正确的数据被检索，其中位A6高对应于利用偶符号公式(16)的预计算值，位A6低对应于利用奇符号公式(25)和(26)的预计算值。

然后，按照公式(30)和(31)由加法器514-520对从查阅表中检索的值进行组合，以产生样本发生器204的输出DI和DQ。

图5的电路500只是本发明的一个可能的硬件实施办法，用于特定的32样本/符号的附加取样率和FIR滤波器中特定的系数。对于这种附加取样率和FIR滤波器，其他的硬件实施办法也是可能的。此外，本发明可以用软件或软件与硬件的组合来实现。而且，对于其他的FIR滤波器以及包括以样本率取样在内的其他取样率，也可以实现本发明。

虽然本发明的描述是在符号流的π/4-DQPSK调制范围内，其中每个符号对应于一个双位，专业人员明白，本发明可应用于基于相位不是π/4-DQPSK的调制方案和/或不是2位符号的符号流。

还应当明白，在不偏离以下权利要求书表示的原理和范围条件下，专业人员可以对为了描述和说明本发明性质的细节，材料，和部件安排作各种变化。

Claims (24)

1．一种从输入数据流中产生基于相位的调制信号的方法，包括的步骤有：

(a)从输入数据流的位集合中产生状态变量；

(b)利用状态变量产生地址指针；

(c)利用地址指针从存储器中检索对应于滤波器输出的预计算值；和

(d)把加法/减法运算应用于预计算值以产生调制信号。

2．按照权利要求1的发明，其中基于相位的调制信号是π/4一DQPSK调制信号，每个位集合是一个双位。

3．按照权利要求1的发明，其中此方法是用软件实现的。

4．按照权利要求1的发明，其中此方法是用硬件实现的。

5．按照权利要求1的发明，其中：

输入数据流是通过数字化模拟声频输入信号，加语音和信道编码给数字化信号，和隔行扫描编码的信号而产生的；和

数模转换和低通滤波加到调制信号上。

6．按照权利要求1的发明，其中预计算值对应于多相滤波器输出。

7．按照权利要求6的发明，其中：

输入数据流中的每个位集合对应于一个符号；

符号流分成偶符号流和奇符号流；和

预计算值对应于把多相滤波器分别加到偶符号流和奇符号流上。

8．按照权利要求1的发明，其中：

输入数据流中的每个位集合对应于一个符号；和对于输入数据流中的每个符号：

第一状态变量BE识别此符号究竟是偶符号还是奇符号；

第二状态变量BI对应于代表此符号的复数值的实部；

第三状态变量BQ对应于此复数值的虚部。

9．按照权利要求8的发明，其中：

状态变量BE_OLD,BI_OLD，和BQ_OLD对应于输入数据流中以前的符号；

此数据流中的新符号对应于一个位对(y,x)；

当新符号是输入数据流中的奇符号时，新符号的第二状态变量BI_NEW是根据以下公式决定的：

及新符号的第三状态变量BQ_NEW是根据以下公式决定：

其中“·”代表逻辑AND运算，“+”代表逻辑OR运算，“上划线”代表逻辑补。

当新符号是输入数据流中的偶符号时，新符号的第二状态变量BI_NEW是根据以下公式决定的：BI_NEW= b及新符号的第三状态变量BQ_NEW是根据以下公式决定的：

           BQ_NEW=a

10．按照权利要求8的发明，其中：

符号流分成偶符号流和奇符号流：

利用偶符号流中符号的第二状态变量BI产生第一地址指针AEI(n)；

利用偶符号流中符号的第三状态变量BQ产生第二地址指针AEQ(n)；

利用奇符号流中符号的第二状态变量BI产生第三地址指针AOI(n)；

利用奇符号流中符号的第三状态变量BQ产生第四地址指针AOQ(n)；

第一地址指针AEI(n)用于从存储器中检索第一预计算值DEI(n)；

第二地址指针AEQ(n)用于从存储器中检索第二预计算值DEQ(n)；

第三地址指针AOI(n)用于从存储器中检索第三预计算值DOI(n)；

第四地址指针AOQ(n)用于从存储器中检索第四预计算值DOQ(n)；

根据以下公式产生调制信号的实部DI(n)：

DI(n)=DEI(n)+DOQ(n)+DOI(n)

和

根据以下公式产生调制信号的虚部DQ(n)：

DQ(n)=DEQ(n)+DOQ(n)-DOI(n)

11．按照权利要求10的发明，其中：

第一预计算值DEI(n)是基于以下公式： $\mathrm{DEI}\left(n\right)\·[\underset{k-0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{RI}(m-k)}\·\left(\frac{c\left(k\right)}{\sqrt{2}}\right)];$

第二预计算值DEQ(n)是基于以下公式： $\mathrm{DEQ}\left(n\right)\·[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{EQ}(n-k)}\·\left(\frac{c\left(k\right)}{\sqrt{2}}\right)];$

第三预计算值DOI(n)是基于以下公式： $\mathrm{DOI}\left(n\right)\·\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BI}(m-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right);$

第四预计算值DOQ(n)是基于以下公式： $\mathrm{DOQ}\left(n\right)\·\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BQ}(n-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right),$

其中c(k)和d(k)代表多相滤波器的系数。

12．按照权利要求10的发明，其中，除了是相应状态变量的函数以外，地址指针AEI(n),AEQ(n),AOI(n)，和AOQ(n)是利用时钟信号产生的，以实现输入数据流的附加取样。

13．一种从输入数据流中产生基于相位的调制信号的方法，包括的步骤有：

(a)从输入数据流的位集合中完成差分状态编码以产生状态变量；和

(b)从状态变量中完成样本产生以产生调制信号，其中样本产生包括以下步骤：

(1)利用状态变量更新寄存器；

(2)从寄存器中的值产生查阅表地址；

(3)利用查阅表地址从存储器中检索对应于滤波器输出的预计算值；和

(4)把加法/减法运算应用于预计算值以产生调制信号。

14．一种有调制器的集成电路，用于从输入数据流中产生基于相位的调制信号，包括：

(a)差分状态编码器，适合于从输入数据流的位集合中产生状态变量；和

(b)样本发生器，适合于从状态变量产生调制信号，其中样本发生器包括：

(1)寄存器，利用状态变量更新寄存器值，寄存器值用于产生查阅表地址，以便从存储器中检索对应于滤波器输出的预计算值；和

(2)加法/减法运算器，适合于从预计算值产生调制信号。

15．按照权利要求14的发明，其中基于相位的调制信号是π/4-DQPSK调制信号，每个位集合是一个双位。

16．按照权利要求14的发明，其中：

输入数据流是通过数字化模拟声频输入信号，加语音和信道编码给数字化信号，和隔行扫描编码的信号而产生的；和

数模转换和低通滤波加到调制信号上。

17．按照权利要求14的发明，其中预计算值对应于多相滤波器输出。

18．按照权利要求17的发明，其中：

输入数据流中的每个位集合对应于一个符号；

符号流分成偶符号流和奇符号流；和

预计算值对应于把多相滤波器分别加到偶符号流和奇符号流上。

19．按照权利要求14的发明，其中：

输入数据流中的每个位集合对应于一个符号；和

对于输入数据流中的每个符号：

第一状态变量BE识别此符号究竟是偶符号还是奇符号；

第二状态变量BI对应于代表此符号的复数值实部；

第三状态变量BQ对应于此复数值的虚部。

20．按照权利要求19的发明，其中：

状态变量BE_OLD,BI_OLD，和BQ_OLD对应于输入数据流中以前的符号；

此数据流中的新符号对应于一个位对(y,x)；

当新符号是输入数据流中的奇符号时，新符号的第二状态变量BI_NEW是根据以下公式决定的：

及新符号的第三状态变量BQ_NEW是根据以下公式决定：

其中“·”代表逻辑AND运算，“+”代表逻辑OR运算，“上划线”代表逻辑补。

当新符号是输入数据流中的偶符号时，新符号的第二状态变量BINEW是根据以下公式决定的：

        BI_NEW=b

及新符号的第三状态变量BQ_NEW是根据以下公式决定的：

        BQ_NEW=a

21．按照权利要求19的发明，其中：

符号流分成偶符号流和奇符号流；

利用偶符号流中符号的第二状态变量BI产生第一地址指针AEI(n)；

利用偶符号流中符号的第三状态变量BQ产生第二地址指针AEQ(n)；

利用奇符号流中符号的第二状态变量BI产生第三地址指针AOI(n)；

利用奇符号流中符号的第三状态变量BQ产生第四地址指针AOQ(n)；

第一地址指针AEI(n)用于从存储器中检索第一预计算值DEI(n)；

第二地址指针AEQ(n)用于从存储器中检索第二预计算值DEQ(n)；

第三地址指针AOI(n)用于从存储器中检索第三预计算值DOI(n)；

第四地址指针AOQ(n)用于从存储器中检索第四预计算值DOQ(n)；

根据以下公式产生调制信号的实部DI(n)：

DI(n)=DEI(n)+DOQ(n)+DOI(n)

和

根据以下公式产生调制信号的虚部DQ(n)：

DQ(n)=DEQ(n)+DOQ(n)-DOI(n)

22．按照权利要求21的发明，其中：

第一预计算值DEI(n)是基于以下公式： $\mathrm{DEI}\left(n\right)\·[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{E/(n-k)}\·\left(\frac{c\left(k\right)}{\sqrt{2}}\right)];$

第二预计算值DEQ(n)是基于以下公式： $\mathrm{DEQ}\left(n\right)\·[\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BQ}(n-k)}\·\left(\frac{c\left(k\right)}{\sqrt{2}}\right)];$

第三预计算值DOI(n)是基于以下公式： $\mathrm{DOI}\left(n\right)\·\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BI}(m-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right);$

第四预计算值DOQ(n)是基于以下公式： $\mathrm{DOQ}\left(n\right)\·\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{(-1)}^{\mathrm{BQ}(m-k)}\·\left(\frac{d\left(k\right)}{2}\right),----\left(20\right)$

其中c(k)和d(k)代表多相滤波器的系数。

23．按照权利要求21的发明，其中，除了是相应状态变量的函数以外，地址指针AEI(n)，AEQ(n),AOI(n)，和AOQ(n)是利用时钟信号产生的，以实现输入数据流的附加取样。

24．按照权利要求14的发明，其中样本发生器包括不多于四个寄存器和不多于四个加法/减法运算器。

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