DE60320663T2 - Programmierbare funkschnittstelle - Google Patents

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DE60320663T2
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Alfred Plymouth Meeting STUFFLET
Joseph W. Chalfont GREDONE
Richard Spring City SIMEON
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02Transmitters
    • H04B1/04Circuits
    • H04B1/0475Circuits with means for limiting noise, interference or distortion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Description

  • Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zum Koppeln eines digitalen Kommunikationsmoduls mit einem analogen HF-Empfängermodul.
  • Hintergrund
  • Drahtlose Kommunikationssysteme umfassen im allgemeinen einen digitalen Abschnitt und einen analogen Abschnitt. Der digitale Abschnitt verarbeitet digitale Informationen in ein Format, das für die Übertragung über möglicherweise verzerrte Kanäle geeignet ist, wodurch ein genaues Decodieren von Informationen an einem entfernt gelegenen Empfänger ermöglicht wird. Der analoge Abschnitt nimmt die digitalen Informationen und wandelt sie in ein analoges Signal um, das dann verwendet wird, um ein Trägersignal für die Funkfrequenz-(HF-)Übertragung zu modulieren. Ein Beispiel für ein derartiges drahtloses Kommunikationssystem ist z. B. aus US 5859878 bekannt.
  • Modulare Kommunikationssysteme wurden konstruiert, in denen der digitale Abschnitt und der analoge Abschnitt als trennbare Einheiten eingerichtet sind. Auf den analogen Abschnitt wird allgemein als ein analoges Funkmodul Bezug genommen, während auf den digitalen Abschnitt als eine digitale Steuerhardware oder ein digitales Modul Bezug genommen wird. Unglücklicherweise ist die Schnittstelle zwischen diesen zwei Abschnitten typischerweise derart definiert, daß das Eingangs-Ausgangs-(E/A-)Format und Steuerwörter in den beiden Abschnitten nicht gleich sind. Dies stellt ein wesentliches Hindernis für den nahtlosen Austausch von Informationen zwischen den zwei Abschnitten dar. Um die Sache weiter zu verschlimmern, ist es häufig wünschenswert, einen gegebenen digitalen Abschnitt mit einem beliebigen von mehreren analogen Abschnitten zu koppeln, wobei jeder analoge Abschnitt von einem getrennten Hersteller konstruiert sein oder andere wesentliche elektrische Eigenschaften haben kann. In einer analogen Weise kann es erwünscht sein, einen gegebenen analogen Abschnitt mit einem beliebigen von mehreren digitalen Abschnitten zu koppeln.
  • Was folglich benötigt wird, ist ein verbesserter Kopplungsmechanismus, der Kommunikationen zwischen den digitalen und analogen Abschnitten standardisiert. Was auch benötigt wird, ist ein verbesserter Mechanismus, der die Kopplung beliebiger Abschnitte von mehreren analogen Abschnitten mit einem beliebigen von mehreren digitalen Abschnitten ungeachtet der spezifischen wesentlichen elektronischen Eigenschaften des analogen Abschnitts ermöglicht.
  • Zusammenfassung
  • Durch die Verwendung eines seriellen Busprozessors, der mit Memory-Mapped (speicherabgebildeten) Registern eines programmierbaren Funkschnittstellenprozessors (RIP) verbunden ist, überwindet die Funkschnittstelle der vorliegenden Erfindung das Problem ungleichartiger Schnittstellen zwischen dem digitalen Abschnitt und dem analogen Abschnitt eines drahtlosen Kommunikationssystems. Der serielle Busprozessor empfängt Daten von mehreren Nachschlagtabellen, die ihrerseits von Daten indiziert werden, die von dem digitalen Abschnitt empfangen werden. Der serielle Busprozessor verwendet dann die aus den Nachschlagtabellen abgerufenen Datenwerte, um verarbeitete Steuerdaten zum Steuern des analogen Moduls zu erzeugen. Die Nachschlagtabellen sind mit Daten programmiert, um Nichtlinearitäten zu kompensieren, die in dem analogen Abschnitt vorhanden sein können, in dem digitalen Abschnitt aber nicht berücksichtigt werden.
  • Der Betrieb des seriellen Busprozessors wird von den Memory-Mapped Registern gesteuert. Auf diese Register wird von einer endlichen Zustandsmaschine innerhalb des RIP zuge griffen und kann auch über eine Prozessorschnittstelle außerhalb des RIP zugegriffen werden. Um die genaue Zeitsteuerung externer Ereignisse zu bestimmen und auch um verschieden Funkbetriebe zu befehligen und zu steuern, nimmt der RIP ein Taktsignal von einem Chipzähler an. Der Ausgang des seriellen Busprozessors stellt eine beliebige mehrerer standardisierter Busschnittstellen, wie etwa einen SPI-(seriellen-parallelen Schnittstellen-)Bus bereit. Diese standardisierte Schnittstelle ermöglicht in Verbindung mit der GPIO-Schnittstelle genommen eine große Flexibilität bei der Ausführung von Befehl und Steuerung über das analoge Funkmodul. Die flexible programmierbare Schnittstelle, die zwischen die digitalen und analogen Abschnitte eingefügt ist, erleichtert eine Zusammenlegung der zwei Abschnitte in einer nahtlosen Weise.
  • Befehle von dem digitalen Abschnitt auf hoher Ebene, einschließlich Verstärkungseinstellungen, Leistungsmessungen und ähnliches, werden von der Funkschnittstelle in Befehle auf niedriger Ebene übersetzt, die dann an den analogen Abschnitt gesendet werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit, in dem digitalen Abschnitt analogspezifische Befehlsfolgen zu erzeugen, und überträgt diese Last statt dessen an die Funkschnittstelle. Die Funkschnittstellensteuersoftware wird ihrerseits entsprechend den spezifischen elektronischen Eigenschaften des anschließenden analogen Abschnitts modifiziert.
  • Die Funkschnittstelle kompensiert Nichtlinearitäten in dem analogen Abschnitt durch die Verwendung von Nachschlagtabellen. Diese Nichtlinearitäten bedingen Parameter, wie etwa die AGC-(automatische Verstärkungssteuerungs-)Leitungsspannung als eine Funktion der Verstärkung und eine Leistungspegelsteuerung als eine Funktion der Leistungsausgabe, so daß der digitale Abschnitt nicht modifiziert werden muss, um mit den spezifischen wesentlichen Eigenschaften eines bestimmten analogen Abschnitts zu arbeiten; nur die Funkschnittstelle muss entsprechend programmiert werden.
  • Die Funkschnittstelle ermöglicht einer digitalen Vorrichtung an vorhandenen OEM-Funk (Originalherstellerfunk) angeschlossen zu werden, ohne die Notwendigkeit, den Funk oder den ASIC neu zu konstruieren. Dies stellt niedrigere Kosten und eine verkürzte Vermarktungszeit bereit, da Anbieter vorhandene Funkkonstruktionen nicht modifizieren brauchen, um eine geeignete Schnittstelle bereitzustellen. Zum Beispiel wird in verschiedenen digitalen Modems ein Zeitteilungsmultiplex-(TDD-)UE-ASIC-Chip verwendet, mit dem Ergebnis, daß die hier offenbarte Funkschnittstelle ermöglicht, daß derartige Modems mit Funk, wie etwa einem Inter-Digital-Funk, einem Nokia-Funk oder jedem anderen Funk, verwendet werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit, eine Schicht von „Verbindungslogik" bereitzustellen, die vordem notwendig war, um eine kundenspezifische Schnittstelle zwischen dem Funk und dem Modem bereitzustellen. Eine derartige Verbindungslogik ist typischerweise für verschiedenen Funk verschieden, wodurch eine andere Konstruktion für jeden Funk nötig ist, der an das Modem gekoppelt werden muss. Die hier offenbarte Funkschnittstelle stellt ohne die Notwendigkeit einer Verbindungslogik oder einer Neuerstellung der ASIC-Konstruktion eine umkonfigurierbare Schnittstelle bereit.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
  • Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform gewonnen werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden wird, wobei:
  • 1 ein Hardware-Blockdiagramm ist, das eine erläuternde Implementierung der Funkschnittstelle der vorliegenden Erfindung darlegt.
  • Obwohl die Bedeutungen der folgenden Akronyme Fachleuten der Technik wohlbekannt sind, werden sie der Einfachheit halber für den Leser hier dennoch vorgestellt:
  • AGC
    automatische Verstärkungssteuerung
    ASIC
    anwendungsspezifische integrierte Schaltung
    FSM
    endliche Zustandsmaschine
    GPIO
    Universal-Eingabe/Ausgabe
    E/A
    Eingang/Ausgang
    LUT
    Nachschlagtabelle
    MMR
    Memory-Mapped Register
    OEM
    Originalhersteller
    RIP
    Funkschnittstellenprozessor
    SPI
    Seriell-Parallel-Schnittstelle
    TDD
    Zeitteilungsduplex
    UE
    Benutzergerät
    VCI
    virtuelle Komponentenschnittstelle
  • Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
  • Nun wird auf 1 Bezug genommen, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Funkschnittstelle 100 der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die Funkschnittstelle 100 wird verwendet, um ein analoges Funkmodul 138 mit einem digitalen Modul 136 zu verbinden. Das analoge Funkmodul 138 umfaßt Schaltungsanordnungen zum Senden und Empfangen von HF-Signalen ebenso wie Schaltungsanordnungen zum Modulieren und Demodulieren von HF-Signalen mit Datensignalen. Das digitale Modul 136 kann, aber braucht kein digitales Modem darstellen.
  • Die Funkschnittstelle 100 nimmt Daten von einem ersten Datenport 159 und einem zweiten Datenport 161 des digitalen Moduls 136 an. Die ersten und zweiten Datenports 159, 161 sind typischerweise 8-Bit-Ports, von denen jeder mit einer jeweiligen Freigabeleitung verriegelt ist. In dem Beispiel von 1 gibt der erste Datenport 159 Sender-AGC-Daten an die Funkschnittstelle aus, und der zweite Datenport 161 gibt Senderleistungssteuerungsdaten an die Funkschnittstelle 100 aus. Die Ausgabe des ersten Datenports 159 dient als die Eingabe an eine erste LUT 101, und die Ausgabe des zweiten Datenports 161 dient als eine Eingabe in eine zweite und eine dritte LUT (LOT 103 und LUT 105). Die LUTs 101, 103, 105 können jeweils 256 × 8 Bit groß sein, aber dies ist keine absolute Anforderung, und Nachschlagtabellen mit anderen Größen könnten verwendet werden.
  • Die LUTs 101, 103, 105 werden über eine Prozessorschnittstelle 107 heruntergeladen, die eine Sechzehn- Anweisungsverarbeitungseinheit mit Unterbrechungserzeugung umfassen kann. Diese LUTs 101, 103, 105 werden über ein TPC-(Sendersteuerungs-)Wort und/oder ein AGC-(automatisches Verstärkungssteuerungs-)Wort indiziert. Das TPC-Wort oder AGC-Wort wird auf den Adreßbus der LUTs 101, 103, 105 angewendet, wobei auf diese Weise die Fähigkeit bereitgestellt wird, das TPC- oder AGC-Wort basierend auf den spezifischen Anforderungen eines bestimmten Funkmodells oder einer Gruppe von Funkmodellen zu übersetzen.
  • Datenwerte, auf die von den LUTs 101, 103, 105 zugegriffen wird, werden in einen seriellen Busprozessor 120 eingespeist. Der serielle Busprozessor 120 steuert eine oder mehrere serielle-parallele Schnittstellenbusse, die in 1 zu Veranschaulichungszwecken als PBusport 115, IBusport 117 und RBusport 119 gezeigt sind. Es ist nicht notwendig, irgendeinen oder alle der drei vorgenannten Ports einzurichten, da zum Beispiel mancher vorhandene Funk nicht ausgestattet ist, um den IBusport 117 zu nutzen. Für viele praktische Anwendungen würden serielle-parallele Schnittstellenbusse in der Form eines PBusports 115 und RBusports 119 eingerichtet. Der RBusport 119 und der IBusport 117 sind funktionell identisch und können durch die Verwendung eines bidirektionalen Datenbusmechanismus serielle-parallele Schnittstellen-(SPI-)Busse mit zusätzlicher Lesefunktionalität aufweisen. Der PBusport 115 ist ein Zweidrahtausgangsbus, der eine sehr beschränkte Adreßfunktionalität bereitstellt. Der serielle Busprozessor 120 handhabt den Empfang und die Übertragung von Daten auf allen drei Busports (IBusport 117, RBusport 119 und PBusport 115). Im Betrieb empfängt der serielle Busprozessor seine Daten von dem Ausgang zumindest einer LUT 101, 103, 105 und leitet diese LUT-Ausgabe an einen der drei Busports (IBusport 117, RBusport 119 und PBusport 115) weiter. Unter der Steuerung des Funkschnittstellenprozessors (RIP) 127 (oder eines Hostprozessors) wird die Ausgabe der LUTs 101, 103, 105 in aktuellen Registern gehalten. Zum Beispiel wird die Ausgabe der LUT 101 in einem aktuellen AGC-(automatischen Verstärkungssteu erungs-)Register gehalten, die Ausgabe der LUT 103 wird in einem TPC1-(Senderleistungssteuerung-Eins-)Register gehalten, und die Ausgabe der LUT 105 wird in einem TPC2-(Senderleistungssteuerung-Zwei-)Register gehalten. Die Steuerbits in dem/den Memory-Mapped Register/n (MMR(s)) 133 wählen den seriellen Bus und die Daten aus, die an den seriellen Bus (siehe serieller Busprozessor 120, PBusport 115, IBusport 117 und Rausport 119) bereitgestellt werden.
  • Der RIP 127 umfaßt einen Funkschnittstellenmikrocode. Funkschnittstellensoftware kann über die Prozessorschnittstelle 107 und die Mikroprozessorbrücke 108 auf einem externen Mikrocontroller ausgeführt werden oder nicht. Die Funkschnittstellensoftware ist für das Laden des Mikrocodes in den Anweisungs- und Datenspeicher 129, das Konfigurieren des RIP 127 und das Ausführen von Hardwarefunktionen verantwortlich. Sie kommuniziert auch mit anderen Softwaremodulen, um Konfigurationsinformationen auf hoher Ebene zu empfangen ebenso wie sie Informationen zurück sendet, die von dem analogen Funkmodul 138 gesammelt wurden.
  • Der RIP 127 stellt die Konfigurationssteuerung über die Schnittstelle zwischen dem analogen Funkmodul 138 und dem digitalen Modul 136 bereit. Durch ein oder mehrere MMR(s) 133 steuert der RIP 127 verschiedene Funktionalitäten der Schnittstelle, wie etwa einen Chipzähler 109, den seriellen Busprozessor 120, GPIO-Register 124 und die Datenwegsteuerung (TX IDATA 151, TX QDATA 153, RX IDATA 155 und RX QDATA 157). Der RIP 127 kann Bits in eine Stelle eines/von MMR(s) 133 schreiben, welche das Format der TX-(Sende-) und/oder RX-(Empfangs-)Daten freigeben (ändern). Das Datenformat kann geändert werden, um das Binär- oder Zweier-Komplementärformat (MSB (höchstwertiges Bit) invertieren) zu unterstützen. Der RIP 127 kann seinerseits über eine Mikroprozessorbrücke 108 von einem externen Prozessor gesteuert werden. Die Mikroprozessorbrücke 108 stellt einen Mechanismus bereit, um zu ermöglichen, daß externe Prozessoren den RIP 127 steuern.
  • Der Betrieb des seriellen Busprozessors 120 wird von einem oder mehreren Memory-Mapped Register(n) 133 gesteuert. Auf das/die MMR(s) 133 wird von einer endlichen Zustandsmaschine (FSM) 131 innerhalb des RIP 127 zugegriffen und kann auch über eine Prozessorschnittstelle außerhalb des RIP 127 zugegriffen werden. Um die genaue Zeitsteuerung externer Ereignisse zu bestimmen und auch um verschiedene Funkbetriebe zu befehligen und zu steuern, nimmt der RIP 127 ein Taktsignal von einem Chipzähler 109 an.
  • Die endliche Zustandsmaschine (FSM) 131 speichert den Zustand eines Parameters zu einer gegebenen Zeit und wirkt auf die empfangene Eingabe, um diesen Zustand zu ändern und/oder zu bewirken, daß für jede gegebene Änderung eine Aktion oder Ausgabe stattfindet. Computer, Mikrocomputer und Mikrocontroller sind grundsätzliche Beispiele für endliche Zustandsmaschinen, wobei jede Maschinenanweisung begrifflich als Eingabe erfaßt werden kann, die einen oder mehrere Zustande ändert und bewirken kann, daß andere Aktionen stattfinden. Die FSM 131 ist mit einem oder mehreren Datenregistern (wie etwa dem Anweisungs- und Datenspeicher 129 in 1) verbunden, wobei jedes von einem oder mehreren Registern verwendet wird, um einen Zustand zu speichern.
  • Die FSM 131 speichert einen Anfangszustand eines oder mehrerer Parameter, die sich auf den Betrieb des digitalen Moduls 136 beziehen, und antwortet auf jeden einer Vielzahl von Sätzen möglicher Eingabeereignisse durch Definieren eines Satzes neuer Zustände, die sich aus der Eingabe ergeben. Jeder neue Zustand definiert einen Satz möglicher Aktionen oder Ausgabeereignisse, die sich aus dem neuen Zustand ergeben. Die FSM 131 implementiert eine oder mehrere Funktionen, die einen Zustand auf einen anderen Zustand abbildet/n, die Eingabesätze auf Ausgabesätze abbilden und/oder die Zustände und Eingaben in Zustände abbilden (auch als Zustandsübergangsfunktion bezeichnet). Der Begriff „endlich", wie er auf die FSM 131 angewendet wird, bedeutet, daß die FSM 131 eine begrenzte (oder endliche) Anzahl möglicher Zustände hat.
  • Die Datenwege TX IDATA 151, TX QDATA 153, RX IDATA 155 und RX QDATA 157 stellen einen digitalen Bus mit fester Breite zwischen dem digitalen Modul 136 und dem analogen Funkmodul 138 bereit. Zwei Datenwege pro Richtung werden bereitgestellt: TX IDATA 151 und TX QDATA 153. Diese laufen von dem digitalen Modul 136 über ein Register 111 zu dem analogen Funkmodul 138. Außerdem laufen RX IDATA 155 und RX QDATA 157 von dem analogen Funkmodul 138 über ein zweites Register 112 zu dem digitalen Modul 136. Diese Wege erleichtern die Verarbeitung komplexwertiger Signale sowohl im Fall gleichphasiger (I) als auch von Quadratur-(Q)Komponenten für die Basisbandverarbeitung. Die Rückschleiffunktionalität wird von einem Rückschleif-Logikmodul 113 bereitgestellt, das programmiert werden kann, um TX IDATA 151 und TX QDATA 153 von dem Register 111 direkt zurück zu den RX IDATA 155 und RX QDATA 157 Leitungen des analogen Funkmoduls 136 umzuleiten. Das digitale Rückschleifen wird üblicherweise in Verbindung mit vielen Modemkonstruktionen verwendet. Diese Funktion stellt die Fähigkeit bereit, den Datenweg innerhalb des Chips an den entferntesten Schaltungspunkten vor dem Verlassen des Chips zu testen. Das Rückschleifmerkmal wird von einem oder mehreren MMR(s) 133 gesteuert.
  • Wahlweise kann das Datenformat für TX IDATA 151, TX QDATA 153, RX IDATA 155 und RX QDATA 157 über einen auswählbaren Datenformatblock geändert werden. Das Datenformat wird in den „Registerblöcken" in dem Datenwegabschnitt umgewandelt. Die Steuerung wird durch Festlegen eines oder mehrerer Bit(s) in dem/den MMR(s) 133 erreicht, die mit den MSBs (höchstwertigen Bits) der TX- und RX-Datenwege exklusiv geODERt (XOR) sind.
  • Gemäß einem anderen optionalen Merkmal können Daten von einem Zweier-Komplementärformat durch ein Steuerbit in dem/den MMR(s) 133 in ein versetztes Binärformat umgewandelt werden. Diese Funktion kann für alle Datenwege einschließlich TX IDATA 151, TX QDATA 153, RX IDATA 155 und RX QDATA 157 bereitgestellt werden.
  • Die GPIO-Register 124 stellen mehrere Kommunikationswege bereit, die als einzeln konfigurierbare Eingänge oder Ausgänge verfügbar sind. Die Richtung dieser GPIO-Register 124 kann, aber muß nicht auswählbar sein. Die auswählbare Richtung der GPIO-Register 124 erlaubt, daß jedes GPIO-Datenbit unabhängig auf eine Ausgabe (Schreiben) oder eine Eingabe (Lesen) gesetzt wird. Das Richtungsregister kann während des Betriebs einmal gesetzt werden, um sich basierend auf der festen Konfiguration auf Baugruppenebene (Eingang zu Ausgang) leicht an die Richtung der Steuersignale anzupassen. Das Richtungsregister kann auch dynamisch umkonfiguriert werden, um bidirektionale Steuersignale zu unterstützen. Im Betrieb wird auf GPIO-Register 124 von dem/den MMR(s) 133 zugegriffen. Da GPIOs asynchron arbeiten, sind die verschiedenen Eingaben und Ausgaben von GPIO-Registern 124 außerdem zur Zeit des Zugriffs durch das/die MMR(s) 133 gültig. Jedes GPIO-Datenbit kann ein Signal bereitstellen, das die gleiche oder eine andere Zeitsteuerung wie andere GPIO-Signale hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden dreißig GPIO-Kommunikationswege bereitgestellt, wenngleich dies offenkundig eine Konstruktionswahl ist und nach Wunsch geändert werden kann. Die GPIO-Register 124 stellen einen flexiblen Weg bereit, um mit einem Funkmodulbus, eine Steuerleitung oder Zustandsleitung zu verbinden. Im Gegensatz dazu verwenden Konstruktionen des Stands der Technik eine serielle Schnittstelle oder eine feste Steuersignalschnittstelle.
  • Die Funkschnittstelle 100 der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, löst das Austauschproblem verschiedener analoger Funkmodule 138 mit einem digitalen Modul 136, wie etwa einem digitalen Modem. Indem sie als ein Mittler zwischen einem digitalen Modem und einem analogen Funkmodul 138 dient, übersetzt die Funkschnittstelle von dem digitalen Modem gesendete Befehle auf hoher Ebene in zweistufige Befehle, die für die bestimmten wesentlichen Eigenschaften eines spezifischen analogen Funkmoduls 138 oder die bestimmten wesentlichen Eigenschaften eines Satzes analoger Funkmodule 138 maßgeschneidert sind, wobei der Satz analoge Funkmodule einer bestimmten Marke, eines Herstellers oder einer Modellnummer darstellen kann. Diese Befehle auf niedriger Ebene können sich von einem analogen Funkmodul 138 zum anderen unter anderem in Bezug auf die Ereigniszeitsteuerung, die Befehlsstruktur und das Busprotokoll wesentlich unterscheiden.
  • Ohne eine flexible Funkschnittstelle müßte für ein analoges Funkmodul 138 oder eine Klasse analoger Funkmodule spezifische Hardware bereitgestellt werden. Der Austausch von Funkeinrichtungen würde eine Modifikation digitaler Modemsoftware und Hardware in einer dezentralen Weise erfordern. Im Gegensatz dazu zentralisiert eine flexible Funkschnittstelle Änderungen auf ein Modul (digitale Modemsoftware), wodurch die digitale Modemhardware und Software (d. h. das digitale Modul 136) erhalten bleiben, indem die Eigenheiten verschiedener analoger Funkmodule 138 wirksam von den relativ festen Eigenschaften digitaler Modems und anderer digitaler Vorrichtungen isoliert werden.
  • Während die Erfindung insbesondere unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht sich für Fachleute der Technik, daß innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche vielfältige Änderungen in der Form und den Details vorgenommen werden können. Zum Beispiel wird der Wert einer gegebenen Funkschnittstelle teilweise durch die Flexibilität bestimmt, mit der sie sich an verschiedene analoge Funkmodule anpassen kann. Als solche sind zwei alternative Ausführungsformen der hier offenbarten Funkschnittstelle wie folgt:
    Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform wird ein dedizierter Hochgeschwindigkeits-Mikroprozessor verwendet, um den RIP 127 zu implementieren, wodurch die Notwendigkeit des seriellen Busprozessors 120 beseitigt wird. Durch Anschließen mehrerer Hochgeschwindigkeits-GPIO-Leitungen in dem dedizierten Mikroprozessor kann die Busaktivität gemultiplext werden, so daß TX IDATA 151, TX QDATA 153, RX IDATA 155 und RX QDATA 157, die Eingaben der LUTs 101, 103, 105 und die verschiedenen Buseingaben und Ausgaben (IBusport 115, PBusport 117 und RBusport 119) über GPIO-Register 124 aufgenommen werden. Dieser Ansatz würde einen Mikroprozessor mit relativ hoher Geschwindigkeit erfordern, um alle GPIO-Leitungen zu bedienen. Auch wäre die Größe dieser Vorrichtung in einer eingebetteten Prozessorkonstruktion (embedded processor design) etwas groß.
  • Gemäß einer zweiten alternativen Ausführungsform wäre die Funkschnittstelle zwischen dem analogen Funkmodul 138 und dem digitalen Modul 136 nicht flexibel in der Hinsicht, daß sie nicht programmierbar wäre, um die Erfordernisse verschiedener analoger Funkmodule zu erfüllen, sondern eher programmiert oder festverdrahtet, um die spezifischen Erfordernisse eines gegebenen Typs eines analogen Funkmoduls zu erfüllen. In der Praxis würde dieser Ansatz den Austausch verschiedener Typen analoger Funkmodule mit dem gleichen digitalen Modem verbieten. Die Hauptvorteile dieses Ansatzes sind die verringerte Anzahl von Teilen und die größere Einfachheit, da externe Busse, Steuerleitungen und Funktionalität entfernt werden können. Hersteller könnten jedoch auch diesen Ansatz verwenden, um sicherzustellen, daß nur gewisse Typen analoger Funkmodule richtig mit spezifischen digitalen Modems arbeiten.

Claims (25)

  1. Verfahren zum Koppeln eines beliebigen von mehreren analogen Funkmodulen mit einem digitalen Modul in einem System, das aufweist: (i) einen seriellen Busprozessor (120), (ii) einen programmierbaren Funkschnittstellenprozessor (RIP) (127), der ein oder mehrere mit dem seriellen Busprozessor verbundene Memory-Mapped Register (133) umfaßt, und (iii) mehrere Nachschlagtabellen (101, 103, 105), wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte: (a) Programmieren der mehreren Nachschlagtabellen mit Daten, um eine oder mehrere Nichtlinearitäten zu kompensieren, die in einer der mehreren analoger Funkmodule (138) vorhanden sein können, die in dem digitalen Modul aber nicht berücksichtigt werden; (b) Indizieren der mehreren Nachschlagtabellen unter Verwendung von Daten, die von dem einen digitalen Funkmodul (136) empfangen werden, (c) Empfangen von Daten von den mehreren Nachschlagtabellen durch den seriellen Busprozessor, und (d) Verwenden der aus den Nachschlagtabellen abgerufenen Datenwerte durch den seriellen Busprozessor, um verarbeitete Daten zum Steuern eines der mehreren analogen Funkmodulen zu erzeugen; wobei das Koppeln mit einem anderen der mehreren analogen Funkmodule durch eine Software-Umkonfiguration erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt der Verwendung der Memory-Mapped Register aufweist, um die von dem seriellen Busprozessor erzeugten verarbeiteten Daten zu steuern.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, welches die Schritte des Versehens des RIP mit einer endlichen Zustandsmaschine, die derart ausgestattet ist, daß sie auf die Memory-Mapped Register zugreift, und das Verwenden der Memory-Mapped Register zum Steuern der von dem seriellen Busprozessor erzeugten verarbeiteten Daten umfaßt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner den Schritt des Zugreifens auf die Memory-Mapped Register unter Verwendung einer Prozessorschnittstelle umfaßt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner den Schritt des Verwendens eines oder mehrerer Universal-Eingabe-/Ausgabe-, GPIO-, Register zum Zugreifen auf die Memory-Mapped Register umfaßt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Verwendens eines mit dem RIP verbundenen Taktgebers zum Bestimmen der relativen Zeitsteuerung externer Ereignisse und auch zum Steuern des einen analogen Funkmoduls umfaßt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Bereitstellens des seriellen Busprozessors mit einem Ausgangsport umfaßt, der derart konfiguriert ist, dass er einen IBus und/oder einen PBus und/oder einen Raus unterstützt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die durch den RIP ausgeführten Schritte umfaßt: Übersetzen von Befehlen auf hoher Ebene, die von dem digitalen Modul empfangen werden, welche die Verstärkungseinstellungen und/oder Leistungsmessungen spezifizieren, in Befehle auf niedriger Ebene, und Senden der übersetzten Befehle auf niedriger Ebene an das analoge Funkmodul, wodurch die Erzeugung analogspezifischer Befehlsfolgen in dem digitalen Modul beseitigt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfaßt, in dem die RIP Steuersoftware ausführt, die entsprechend einer oder mehrerer spezifischer wesentlicher elektronischer Eigenschaften des einen analogen Funkmoduls programmiert ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nichtlinearitäten eine AGC-, automatische Verstärkungssteuerungs-, Leitungsspannung als eine Funktion der Verstärkung und/oder eine Leistungspegelsteuerspannung als eine Funktion der Leistungsausgabe umfassen, wobei das digitale Modul nicht modifiziert werden braucht, um mit den spezifischen wesentlichen Eigenschaften des analogen Funkmoduls zu arbeiten.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das digitale Modul eine anwendungsspezifische integrierte Zeitteilungsduplex-Benutzergeräte-Schaltung, TDD UE ASIC, ist.
  12. Funkschnittstelle zum Koppeln eines beliebigen von mehreren analogen Funkmodulen (138) mit einem digitalen Modul (136), wobei die Schnittstelle gekennzeichnet ist durch: (a) einen seriellen Busprozessor (120), (b) einen programmierbaren Funkschnittstellenprozessor (RIP) (127), und (c) mehrere Nachschlagtabellen (101, 103, 105), die durch Daten indiziert werden, die von dem digitalen Modul empfangen werden, wobei von den Nachschlagtabellen abgerufene Datenwerte verwendet werden können, um verarbeitete Daten zum Steuern eines der mehreren analogen Funkmodule zu erzeugen, wobei die Funkschnittstelle durch eine Software-Umkonfiguration der Funkschnittstelle mit einem anderen der mehreren analogen Funkmodule koppelt.
  13. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei der RIP zumindest ein Memory-Mapped Register (133) umfaßt, das mit dem seriellen Busprozessor verbunden ist.
  14. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei die mehreren Nachschlagtabellen mit Daten programmiert sind, um eine oder mehrere Nichtlinearitäten zu kompensieren, die in dem einen analogen Funkmodul vorhanden sein können, die aber in dem digitalen Modul nicht berücksichtigt werden.
  15. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei der serielle Busprozessor Daten von den mehreren Nachschlagtabellen empfängt und die aus den Nachschlagtabellen abgerufenen Datenwerte verwendet, um verarbeitete Daten zum Steuern eines der mehreren analogen Funkmodule zu erzeugen.
  16. Funkschnittstelle nach Anspruch 13, wobei die Memory-Mapped Register verwendet werden, um die verarbeiteten Daten zu steuern, die von dem seriellen Busprozessor erzeugt werden.
  17. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei der RIP eine endliche Zustandsmaschine (131) umfaßt, die derart ausgestattet ist, daß sie auf Memory-Mapped Register zugreift, und wobei die Memory-Mapped Register zum Steuern der von dem seriellen Busprozessor erzeugten verarbeiteten Daten verwendet werden.
  18. Funkschnittstelle nach Anspruch 17, die ferner eine Prozessorschnittstelle (107) zum Zugreifen auf die Memory-Mapped Register umfaßt.
  19. Funkschnittstelle nach Anspruch 17, die ferner ein oder mehrere Universal-Eingabe-/Ausgabe-, GPIO-, Register (124) zum Zugreifen auf die Memory-Mapped Register umfaßt.
  20. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, die ferner einen mit dem RIP verbundenen Taktgeber zum Bestimmen der relativen Zeitsteuerung externer Ereignisse und auch zum Steuern des einen analogen Funkmoduls umfaßt.
  21. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei der serielle Busprozessors einen Ausgangsport umfaßt, der derart konfiguriert ist, daß er einen IBus und/oder einen PBus und/oder einen Raus unterstützt.
  22. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei der RIP Befehle auf hoher Ebene, die von dem digitalen Modul empfangen werden, welche die Verstärkungseinstellungen und/oder Leistungsmessungen spezifizieren, in Befehle auf niedriger Ebene übersetzt, welche an das analoge Funkmodul gesendet werden, wodurch die Erzeugung analogspezifischer Befehlsfolgen in dem digitalen Modul beseitigt wird.
  23. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei der RIP auf Steuersoftware zugreift, die entsprechend einer oder mehrerer spezifischer wesentlicher elektronischen Eigenschaften des einen analogen Funkmoduls programmiert ist.
  24. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei die Nichtlinearitäten eine AGC-, automatische Verstärkungssteuerungs-, Leitungsspannung als eine Funktion der Verstärkung und/oder eine Leistungspegelsteuerspannung als eine Funktion der Leistungsausgabe umfassen, wobei das digitale Modul nicht modifiziert werden braucht, um mit den spezifischen wesentlichen Eigenschaften des analogen Funkmoduls zu arbeiten.
  25. Funkschnittstelle nach Anspruch 12, wobei das digitale Modul eine anwendungsspezifische integrierte Zeitteilungsduplex-Benutzergeräte-Schaltung, TDD UE ASIC, ist.
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