ES2137908T3 - Modems de acceso multiple de division de codigo para el filtrado eficaz de canales multiples. - Google Patents

Abstract

UN FILTRO MULTICANAL EFICIENTE PARA MODEMS AMCD PERMITE QUE POR TECNICAS DE PROCESO DE SEÑALES DIGITALES SE FILTREN CORRIENTES DE BITS DIGITALES, MULTIPLES Y EN SERIE, INCLUIDAS LAS FUNCIONES DE PONDERACION Y SUMA DE MUESTRAS. CADA CANAL INDIVIDUAL PUEDE TENER COEFICIENTES DE PONDERACION PERSONALIZADOS O COEFICIENTES DE PONDERACION COMUNES PARA TODOS LOS CANALES. SI LOS COEFICIENTES DE PONDERACION SE HACEN POR ADAPTACION, PUEDE MANTENERSE EL MISMO ENFOQUE. EL FILTRO RIF (RESPUESTA IMPULSIVA FINITA) MULTICANAL SE EJECUTA SIN MULTIPLICADORES Y CON UNA REDUCCION DEL NUMERO DE SUMADORES. PARA AUMENTAR LA RAPIDEZ DEL FUNCIONAMIENTO, LA ESTRUCTURA DEL FILTRO UTILIZA TABLAS DE CONSULTA QUE ALMACENAN LOS COEFICIENTES DE PONDERACION. LA INVENCION PUEDE EJECUTARSE COMO SERIE DE PUERTAS PROGRAMABLES EN CAMPO O COMO CIRCUITO INTEGRADO ESPECIFICO PARA LA APLICACION. EL USO DE LAS TABLAS DE CONSULTA AHORRA IMPORTANTES RECURSOS DE CHIPS.

Description

Módems de acceso múltiple de división de código para el filtrado eficaz de canales múltiples.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a las técnicas de filtración digital para la telecomunicación de acceso múltiple de división de código. Más específicamente, la invención se refiere a una arquitectura de filtro de respuesta de impulsos finita de múltiples canales, de alta velocidad que hace obvio los multiplicadores a lo largo de la estructura del filtro.

Descripción de la técnica relacionada

La tecnología de comunicaciones actual incluye el uso de la modulación de amplio espectro o CDMA (acceso múltiple de división de código) para telecomunicaciones de punto a multipunto. CDMA ha sido utilizado en aplicaciones militares desde hace tiempo debido a la dificultad para detectar e interrumpir la transmisión. Este atributo es debido a una técnica de comunicación inalámbrica que utiliza una anchura de banda de transmisión mucho mayor que la anchura de banda de información de un usuario dado. Todos los usuarios se comunican entre sí o un receptor común sobre la misma anchura de banda y son identificados por un código particular. El acceso múltiple está previsto compartiendo una anchura de banda grande común incrementando así la actuación general del sistema.

La alta tolerancia respecto a la interferencia intencionada o no intencionada y la capacidad para comunicarse con una gran población de usuarios en un área geográfica común hace a las técnicas de comunicación CDMA atractivas para aplicaciones comerciales. Puesto que cada usuario en un sistema de comunicación CDMA transmite y recibe datos o señales de comunicación sobre la anchura de banda de alta frecuencia, se reducen los requerimientos de banda de protección y se incrementa la capacidad del sistema de comunicación.

Cada canal de comunicación dentro del sistema de comunicación utiliza típicamente hardware o software DSP (procesamiento de señal digital) para filtrar, ponderar, y combinar cada señal antes de la transmisión. La ponderación, filtración y combinación de los canales de señales múltiples es realizado en la circuitería de transmisión de una estación de base del sistema de comunicación CDMA.

Los módem de CDMA de la técnica anterior requieren muchos multiplicadores y sumadores binarios para la ponderación y combinación de canales. El funcionamiento del filtro utilizado es equivalente al de una estructura FIR (respuesta de impulso finita o transversal). Cada filtro FIR individual utilizado requiere también muchos multiplicadores y sumadores.

Un multiplicador ejecutado en una forma digital es poco eficiente y costoso. El gasto está directamente relacionado con el cálculo de puerta lógica. Los sumadores binarios son menos costosos que los multiplicadores binarios, no obstante, su uso debería reducirse al mínimo. Para llevar a cabo un diseño utilizando multiplicación y adición binaria en un ASIC (circuito integrado específico de la aplicación) sería costoso de fabricar y daría lugar a una producción de señales poco eficiente y más lentas.

Un inconveniente de los filtros FIR es la complejidad computacional requerida para cada muestra emitida. Por ejemplo, para cada muestra emitida, necesitan realizarse N operaciones de acumulación de múltiplos (MAC). Para los técnicos en la materia, descrita en la Patente de los Estados Unidos Nº 4.811.262 (White), Patente de los Estados Unidos Nº 4.862.402 (Shaw y co.) y Publicación de la Solicitud de Patente Europea Nº 0372350A2 son estructuras de filtro digitales que hacen obvios los multiplicadores. Las patentes referenciadas describen una reducción o eliminación de multiplicadores en filtros FIR digitales por el almacenamiento de coeficientes de ponderación en la memoria. No obstante, ni la estructura de filtro referenciada, ni la técnica anterior han sido mejoradas por la operación de múltiples canales.

El inconveniente con los módem CDMA de la técnica anterior es la capacidad para ponderar, filtrar, y combinar una pluralidad de canales de señal de valor de un solo bit de un modo eficiente y seguro. Cuando están implicados una multiplicidad de canales de procesamiento de señales, la consistencia entre los canales es importante y el coste de hardware por canal asciende.

En un sistema de comunicación CDMA, es necesario utilizar la cantidad mínima de potencia para conseguir la BER mínima requerida (frecuencia de error binaria) para la capacidad máxima del usuario. Puesto que los sistemas de comunicación CDMA asignan la misma anchura de banda de transmisión que todos los usuarios, el control de la potencia transmitida de cada usuario al mínimo requerido para mantener una relación de señal respecto a ruido dada es primordial. Puesto que cada usuario emplea una señal de banda ancha que ocupa toda la anchura de banda de frecuencia para una duración finita, cada usuario contribuye al ruido de fondo general que afecta a todos los usuarios. Por tanto, la falta de control de potencia incrementará la interferencia de usuario a usuario.

\newpage

Cada canal debe tener los pesos individuales adecuados aplicados de forma que se transmitan las mismas amplitudes relativas. Después de la operación de ponderación, cada corriente de datos es representada por valores multibits. Estos son sumados juntos típicamente en un gran circuito de suma digital que consta de un árbol de numerosos sumadores de dos entradas.

Los valores digitales ponderados y sumados son filtrados entonces en un filtro FIR convencional. Los multiplicadores en FIR procesan los datos multibits y los coeficientes de ponderación hasta la precisión deseada.

Un filtro de múltiples canales para un módem CDMA construido de acuerdo con las enseñanzas de la técnica anterior, requeriría circuitos integrados FIR separados en lugar de la integración total en un ASIC económico.

Por consiguiente, existe la necesidad de una arquitectura de filtro FIR de módem CDMA de múltiples canales que utiliza coeficientes de ponderación, o bien fijos o variables a través de la adaptación, funcionando con la seguridad y la velocidad de los filtros sin multiplicadores.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un filtro digital de múltiples canales de acuerdo con la reivindicación 1 y un método para filtrar de forma digital de acuerdo con la reivindicación 6.

El filtro eficiente de múltiples canales para los módem CDMA de la presente invención permiten que los múltiples canales que constan de corrientes binarias, digitales, en serie, sean filtradas por técnicas de procesamiento de señales digitales que realizan las funciones de ponderación y suma de muestras. Cada canal individual puede tener coeficientes de ponderación a medida o coeficientes de ponderación comunes a todos los canales. Si los coeficientes de ponderación están por adaptación, puede adoptarse el mismo método.

El filtro FIR de múltiples canales presentado es ejecutado sin multiplicadores y con una reducción en el número de sumadores. Para incrementar la velocidad de funcionamiento, la estructura del filtro utiliza LUT (tablas de consulta) que almacenan los coeficientes de ponderación. La invención puede construirse o bien como un FPGA (serie de puerta programable de campo) o un ASIC. El uso de LUT ahora salva recursos de chip significativos y costes de fabricación.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de filtro FIR CDMA eficiente para aplicaciones de múltiples canales.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar una estructura de filtro FIR de múltiples canales de complejidad reducida y rendimiento incrementado.

Un objeto adicional de la invención es proporcionar un filtro FIR de múltiples canales sin multiplicador.

Otros objetos y ventajas del sistema y método serán evidentes para los técnicos en la materia después de la lectura de la descripción detallada de la forma de realización preferida.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques de un típico filtro FIR de entrada individual de la técnica anterior.

La figura 2 es un diagrama de bloques de una típica estructura de filtro FIR de entrada individual de la técnica anterior.

La figura 3 es un diagrama de bloques de una ejecución alternativa de una estructura de filtro FIR de entrada individual, de la técnica anterior.

La figura 4A es un diagrama de bloques de un canal individual de un filtro FIR de múltiples canales.

La figura 4B es un diagrama de bloques detallado de un filtro FIR de múltiples canales.

La figura 5 es un diagrama de bloques que muestra un primer refinamiento.

La figura 6 es un diagrama de bloques que muestra un segundo refinamiento.

La figura 7 es un diagrama de bloques del elemento de procesamiento de múltiples canales.

La figura 8A es un diagrama de bloques global de una tabla LUT.

La figura 8B es un diagrama de bloques detallado que muestra la entrada LUT de múltiples canales de la presente invención.

La figura 9 es un diagrama de bloques detallado de la forma de realización preferida.

Descripción detallada de la forma de realización preferida

Un filtro FIR de múltiples canales para los módem de CDMA se describe con referencia a las figuras de los dibujos, donde los números similares representan elementos similares generalmente. Tales módem son utilizados en las estaciones de comunicación inalámbricas de múltiples canales en unión con la transmisión y recepción de señales de comunicación.

Como información general, muchos sistemas tienen la propiedad de que tienen sus salidas en un instante de tiempo dado que no depende solamente de la entrada en el tiempo, sino en la totalidad, o el historial inmediato de la entrada. Tales sistemas se dice que tienen memoria, haciendo una media de las muestras pasadas y presentes que llegan a una salida. Es necesario separar los sistemas con memoria en clases de sistemas discretos y continuos. Un sistema discreto es uno cuyas entradas y salidas son secuencias de valores numéricos en lugar de las funciones de tiempo continuas.

Una secuencia de valores discretos puede representarse como x_{k}, donde el valor x es una cantidad tal como tensión. El subíndice k representa el número de secuencia. Con mucha frecuencia en el procesamiento de señales digitales, x_{k} representa una forma de onda muestreada o señal donde el subíndice especifica el punto en el tiempo en el que se tomó la muestra. No obstante, el subíndice puede representar un significado alternativo tal como la distancia en una aplicación de muestra especialmente. Para un sistema que debe llevarse a cabo físicamente, la emisión dependerá no solamente del historial pasado de la entrada. El sistema no real puede tener una emisión que depende del futuro de la entrada. La dependencia de la emisión de cualquier sistema ejecutable físicamente sobre la entrada se indica por y_{k}= f(x_{k}, x_{k-1}, x_{k-2},..., x_{k-n}),\eqnum{(1)} donde las variables de entrada son x_{k}, la variable de salida es y_{k}, y f(*) es cualquier función arbitraria de variables n+1. Aunque esta función es definida de un modo demasiado amplio para ser analizada en general, el subconjunto de las operaciones lineales es muy útil para una pluralidad de aplicaciones de procesamiento de señales. Estas funciones prueban ser mucho más tratables en el análisis.

Si la entrada depende de las n muestras previas de la entrada (un sistema que tiene una memoria finita) de un modo lineal, la Ecuación (1) puede escribirse como y_{k}=\sum^{N}_{j=0} a_{j}x_{k-j} + b.\eqnum{(2)}

\indent

Un sistema lineal de este tipo es caracterizado por las variables de ponderación N+1 a_{j}, y por la desviación b, el sistema lineal discreto es caracterizado por las variables de ponderación (a_{0}, a_{1},..., a_{n}). Si la entrada x_{k} es una función delta (la unidad para una muestra y cero para las demás), puede verse que la salida de la Ecuación (2) es la secuencia de variables de ponderación a_{0}, a_{1},..., a_{n}. Por tanto, la respuesta a la entrada se caracteriza completamente como sistema lineal no polarizado.

Existen algunos tipos de sistemas lineales con memoria que pueden analizarse utilizando técnicas lineales. Incluso aunque el procesamiento de la señal digital es discreto por naturaleza, si la entrada es muestreada de una entrada continua y es muestreada de forma suficientemente rápida, es posible simular un sistema continuo utilizando las muestras como las variables de entrada. La salida que aparece entonces como un sistema lineal con una memoria larga. Un sistema de este tipo es un filtro FIR 20. Un filtro FIR de coeficiente fijo se caracteriza por la ecuación de entrada/salida y_{k}=\sum^{N-1}_{j=0} c_{i}x_{k-j},\eqnum{(3)} como se muestra en la Figura 1, o se expande como y_{k}=c_{0}x_{k}+ c_{1}x_{k-1}+ ... + c_{k-1}x_{k-(N-1)}\eqnum{(4)} donde el filtro FIR tiene una respuesta de impulso C_{0}, c_{1} ,..., X_{k} representa las muestras de la señal de entrada discretas en el momento k, c_{i} son los pesos del coeficiente de filtro, N son el número de tomas, y y_{k} representa la salida en el momento k. Como se muestra en la figura 1, el diagrama de bloques forma una línea de retraso tomada, siendo conocidos los coeficientes como pesos de toma.

Los filtros digitales son actualmente un requerimiento común para los sistemas de procesamiento de señal digital. En el campo de los sistemas discretos, el tipo más popular del filtro digital que utiliza la convolución es el FIR. Los filtros FIR tienen dos ventajas. La primera es que los filtros FIR son inherentemente estables. La longitud finita de la respuesta de impulso garantiza que la salida irá a cero dentro de las N muestras. La segunda ventaja es que los filtros FIR pueden estar diseñados y ejecutados. El filtro FIR 20 puede llevarse a cabo de forma física utilizando los registros de desviación digital 22, los multiplicadores 24 y los sumadores 26 como se muestra en la figura 2. Las señales discretas 28 son desviadas en registros 22 por un impulso de bloqueo de muestreo 30. Los registros 22 mantienen los valores pasados 32 de la señal muestreada 28 así como los valores actuales 34 requeridos para la convolución matemática. Los valores pasados 32 y presentes 34 son multiplicados 24 por los coeficientes de ponderación del filtro 36, son sumados 26 y después emitidos 38.

Otro modo de representar una estructura de filtro FIR 20 se muestra en la Figura 3. La operación descrita puede mostrarse por ser el equivalente de la figura 2, puesto que A = c_{3}x_{k-1},\eqnum{(5)}\belowdisplayskip=.5\baselineskip B = c_{3}x_{k-1}+ c_{2}x_{k},\eqnum{(6)} C = c_{3}x_{k-2}+ c_{2}x_{k-1},\eqnum{(7)} que da lugar a D = Y_{k} = c_{3}x_{k-3}+ c_{2}x_{k-2}+ c_{1}x_{k-1}+ c_{0}x_{k}\eqnum{(8)} =\sum^{3}_{j=0} c_{j}x_{k-j}\belowdisplayskip=.5\baselineskip =c_{k} * x_{k}.

\indent

Como puede verse en las figuras 2 y 3, la ponderación 36 de las muestras de entrada discretas 28 se basa en muchos multiplicadores 24.

Un canal individual de un filtro FIR de múltiples canales 40 para módem CDMA se muestra en forma simplificada en la Figura 4A. El filtro FIR de múltiples canales 40 se muestra como un elemento individual con una secuencia de entrada de múltiples canales x_{(i)k} que entra en el filtro 40 y el resultado filtrado y_{(i)k} que sale. El subíndice "i" identifica qué canal está siendo filtrado desde una pluralidad de canales.

Las múltiples corrientes de datos binarios/señales individuales representan las corrientes de datos en serie que han sido moduladas con una secuencia de código de pseudo ruido (PN). Cada anal podría representar los canales de tráfico del usuario a varias velocidades de datos. Varios tipos de datos de señalización podrían comprender otros canales.

Un ejemplo típico de un módem CDMA ISDN (red digital de servicio integrado) requeriría cinco canales. Dos canales serían canales de tráfico de 64 kbps (B1 y B2), un canal de paquete y señalización auxiliar de 16 kbps (D), un canal de hilos ordenados (OW), y un canal de control de potencia automática inversa (APC).

Para la capacidad máxima del usuario en un sistema CDMA, es necesario utilizar la mínima cantidad de potencia para conseguir el BER requerido. Cada canal debe tener el peso individual adecuado aplicado, de forma que se transmiten las amplitudes relativas correctas. Después de la operación de ponderación, las corrientes de datos individuales son valores multibits. Las corrientes de datos son sumadas juntas en un circuito de suma digital grande que consta de un árbol de numerosos sumadores de dos entradas.

Los valores digitales ponderados y sumados son entonces filtrados en un filtro FIR convencional. El filtro FIR es requerido para configurar por impulso las formas de onda de entrada mientras se suprimen las emisiones fuera de banda. Los multiplicadores en el FIR deben manipular los datos y coeficientes multibits a la precisión deseada.

En la figura 4B, cuatro canales de señales son introducidos de manera individual en los filtros FIR separados 20 (la señal de reloj ha sido omitida por claridad). Las señales filtradas individualmente son entonces ponderadas utilizando multiplicadores 24 con un coeficiente de ponderación específico de canal 37 w_{(i)} para control de potencia (igualando la potencia o ganancia entre los canales individuales) antes de introducirse en un sumador de múltiples canales 46. Puesto que todos los usuarios ocupan el mismo espectro de frecuencia y asignación del tiempo en los sistemas de comunicación de amplio espectro, es deseable que cada usuario sea recibido con el mismo nivel de potencia. El resultado, y_{(i)k} 44, es una suma ponderada de los canales de señal múltiples filtros FIR individualmente.

Un transmisor CDMA combina muchos canales de tipos variados de señales digitales (voz digital en serie, control de potencia, datos ISDN). Típicamente, cada canal es modulado con un código de dispersión diferente. El código de dispersión permite que un receptor CDMA recupere las señales combinadas mediante el uso del código adecuado durante la demodulación. Alternativamente, cualquier conjunto de las funciones ortogonales podría combinarse con la forma de realización preferida y separarse después por correlación. La salida 44 del filtro FIR de múltiples canales 40 es una media ponderada y filtrada. Aunque cada canal ha sido descrito como una corriente de datos en serie valuado de un solo bit, los valores o niveles de múltiples bit pueden ser procesados con la idéntica estructura de filtro de múltiples canales.

Haciendo referencia a la figura 5, el filtro FIR de múltiples canales 40 es mostrado utilizando filtros FIR de cuatro tomas 48. La ponderación de las muestras discretas se realiza por multiplicadores convencionales 24. Cada estructura FIR está compuesta de registros de desviación 22 y sumadores 26 para señales muestreadas pasadas 32 y presentes 34. Cada coeficiente de ponderación de toma 36 es multiplicado por el factor de ponderación de control de potencia de canales respectivos 37. El resultado es el mismo que el mostrado en la figura 4B, pero con los multiplicadores externos dentro de las estructuras del FIR 48.

La reducción del hardware es alcanzada compartiendo los registros FIR y los sumadores como se muestra en la figura 6. Cada elemento de procesamiento de múltiples canales 52 realiza parte de la ponderación del canal 37, la multiplicación del coeficiente de toma FIR 36, y la suma 26 de los múltiples canales para esta toma. La división de las funciones discretas revela la forma de realización preferida.

La figura 7 muestra el elemento de procesamiento de múltiples canales 52 como un bloque de procesamiento con señales de entrada de un solo bit "N" X_{(o)k}, X_{(1)k},..., X_{(N-1)k}. La salida calculada z_{k} 54 contiene "W" bits de resolución. Las señales de entrada discretas 28 forman un vector. Este vector puede ser asignado a un valor general ponderando cada bit con una potencia en aumento de dos. En la alternativa, los bits de señal de múltiples canales son tratados como una palabra de valor binario. La salida del bloque de procesamiento es una función ancha de "W" bit del argumento de entrada binario de N bit. El bloque realiza la función lógica equivalente de un dispositivo de memoria donde los bits de señal de entrada forman una dirección y los valores calculados son los contenidos de la palabra de memoria seleccionada. Un LUT de memoria 56 puede realizar una función arbitraria de forma rápida y eficiente como se muestra en la figura 8A.

Una función matemática f de un argumento x con un resultado de y se expresa como y=f(x). La función realiza una configuración de todos los valores de x en otro espacio de valores y. Un LUT realiza este configuración para los valores de interés en la forma de realización preferida. El dispositivo de memoria LUT es presentado con una dirección de una localización dentro del circuito de memoria. El valor memorizado previamente en este lugar es suministrado al bus de datos de salida de memoria. Los valores de interés de x, que son discretos, son configurados en un número binario. Puesto que las señales de múltiples canales son representadas por niveles de cero o uno lógico, son utilizados como bits para formar un número binario. A cada posible combinación de valores de canales es asignada, por tanto, un número de estado. Esta operación es representada como A=\sum^{M-1}_{j=0}x_{j}2^{j}= x_{M-1}2^{M-1}+ ... x_{3}2^{3} + x_{2}2^{2} + x_{1}2^{1} + x_{0}2^{0}\belowdisplayskip=.5\baselineskip = x_{M-1}2^{M-1}+ ... x_{3}8 + x_{2}4 + x_{1}2 + x_{0}.\eqnum{(9)}

Cada estado es un número binario que hace referencia a una dirección en el LUT. El valor de salida procedente del LUT es el valor precalculado de la función resultante que se produciría dando el argumento correspondiente a esta dirección. Esto se ilustra como una representación tubular de los contenidos del LUT. La función que debe realizarse es la suma ponderada de los canales múltiples para una toma individual dado de la estructura FIR.

Por ejemplo, en una aplicación que utiliza 4 canales (M=4), los contenidos de LUT signados en la 2ª toma del FIR de múltiples canales (j=2) serían como se muestra en la Tabla 1.

TABLA 1

Valores de x, x_{3},	Computación de	Valor LUT
x_{2}, x_{1}, x_{0}	Dirección de A	Memorizado en el Lugar A
0 0 0 0	0	0
0 0 0 1	1=1	W_{0}c_{2}
0 0 1 0	2=2	W_{1}c_{2}
0 0 1 1	2+1=3	W_{1}c_{2}+w_{0}c_{2}
0 1 0 0	4=4	w_{2}c_{2}
0 1 0 1	4+1=5	W_{2}c_{2}+w_{0}c_{2}
. . .	. . .	. . .

TABLA 1 (continuación)

Valores de x, x_{3},	Computación de	Valor LUT
x_{2}, x_{1}, x_{0}	Dirección de A	Memorizado en el Lugar A
. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .
. . .	. . .	. . .
1 1 0 1	8+4+1 = 13	W_{3}c_{2}+w_{2}c_{2}+w_{0}c_{2}
1 1 1 0	8+4+2 = 14	W_{3}c_{2}+w_{2}c_{2}+w_{1}c_{2}
1 1 1 1	8+4+2+1 = 15	W_{3}c_{2}+w_{2}c_{2}+w_{1}c_{2}+w_{0}c_{2}

Las palabras de memoria del LUT 56 contienen valores precalculados correspondientes al valor de dirección de entrada actual como se muestra en la figura 8B. La memoria puede ejecutarse o bien en ROM o RAM, dependiendo de la aplicación.

En la forma de realización preferida, la ROM (memoria solamente de lectura) es utilizada para memorizar los valores LUT permanentes. Esto se ejecuta de forma eficiente como un circuito integrado. La ROM es adecuada para los sistemas invariantes de tiempo donde los pesos del canal requeridos y los coeficientes de filtro son conocidos, a priori. La RAM (la memoria de acceso aleatoria) permite sobrescribir valores nuevos sobre valores antiguos. Los valores LUT pueden calcularse y cargarse para conseguir la capacidad de adaptación. La RAM no es eficiente en espacio como la ROM, pero es todavía eficiente considerando la flexibilidad incrementada.

La forma de realización preferida del filtro FIR de múltiples canales 40 para los módem CDMA de acuerdo con la presente invención, se muestra en la figura 9. La estructura de filtro utiliza LUTs 56 en lugar de los elementos de procesamiento de múltiples canales ineficientes 52 que requieren una pluralidad de multiplicadores 24 y sumadores 26.

Los bits de la señal forman la palabra de dirección que se aplica al LUT 56. Existe un LUT 56 para cada toma de filtro requerido. Los contenidos de cada LUT 56 son calculados L_{j}(D_{N}, D_{N-1} ..., D_{2}, D_{1})= C_{j} \sum^{N}_{i=1}D_{i}W_{i}\eqnum{(10)}

\indent

Como se muestra, cualquier combinación de los valores de la señal tiene su suma ponderada precalculada. La multiplicación de cada coeficiente de toma de la función FIR es incluida en la tabla precalculada.

La operación del canal individual filtrado y ponderado de la Figura 4A con un FIR de N tomas puede expresarse como Y_{(i)k}= W_{i}\sum^{N-1}_{j=0}c_{(i)j}x_{(i)k-j}= w_{i}[c_{(i)j} * x_{(i)j}]\eqnum{(11)}

\indent

Una versión de múltiples canales del canal M de esto se muestra en la figura 4B y puede expresarse como y_{(i)k}= \sum^{M-1}_{i=0}y_{(i)k}= \sum^{M-1}_{i=0} \left(w_{i}\sum^{M-1}_{i=0}c_{(i)j}x_{(i)k-j}\right),\eqnum{(12)}\belowdisplayskip=.5\baselineskip y_{(i)k}= \sum^{M-1}_{i=0}W_{i}[c_{(i)j} * x_{(i)j}].\eqnum{(13)}

\indent

Esta es la suma ponderada deseada de las convoluciones o las operaciones de filtración FIR. La convolución se realiza en los filtros FIR 20, la ponderación en los multiplicadores 24 y la suma en los sumadores 46. La convolución alcanzada es idéntica a la presentada originalmente en la Ecuación 3. La suma y los pesos son un resultado de la extensión a un proceso de múltiples canales.

\newpage

La forma de realización preferida muestra un filtro mejorado para aplicaciones de módem de filtración FIR CDMA de múltiples canales. Se ha mostrado que la operación de procesamiento de señales sobre múltiples canales, como se muestra en la figura 4, puede ejecutarse sin utilizar multiplicadores y un número reducido de sumadores.

Aunque las formas de realización específicas de la presente invención se han mostrado y descrito, pueden realizarse muchas modificaciones y variaciones por los técnicos en la materia.

Claims (7)

1. Un filtro digital de múltiples canales (40) para filtrar una pluralidad de canales en aplicaciones de telecomunicación CDMA que comprenden registros de desviación, sumadores y memorias para almacenar coeficientes de ponderación, caracterizado por:

una pluralidad de entradas de filtro (28);

cada dicha pluralidad (28) para recibir una señal de uno diferente de la pluralidad de canales que deben filtrarse;

una salida del filtro (44);

medios de dirección, sensibles a dicha pluralidad de entradas de filtro (28) para generar una pluralidad de direcciones de memoria;

una pluralidad de memorias (56) acoladas a dichos medios de dirección que tienen una pluralidad de localizaciones de memoria, correspondiendo cada localización a una dirección de memoria para memorizar el coeficiente de ponderación precalculado correspondiente a las sumas ponderadas del producto parcial de las convoluciones de dicho filtro digital (40); correspondiendo cada memoria (56) a una toma individual de dicho filtro digital (40) para emitir una suma ponderada de los múltiples canales;

un primer registro de almacenamiento (22) acoplada a una primera memoria (56) correspondiendo a una primera toma de filtro;

un primer sumador (26) acoplado a dicho primer registro de almacenamiento (22) y una segunda memoria (56) y que tiene una salida;

un segundo registro de almacenamiento (22) acoplado a dicho primer sumador (26) correspondiente a una segunda toma de filtro (40);

un segundo sumador (26) acoplado a dicho segundo registro de almacenamiento (22) y una tercera memoria (56) y que tiene una salida;

un tercer registro de almacenamiento (22) acoplado a dicho segundo sumador (26) correspondiente a una tercera toma de filtro (40); y

un tercer sumador (26) acoplado a dicho tercer registro de almacenamiento (22) y una cuarta memoria (56) para proporcionar dicha salida de filtro (44).

2. El filtro digital de múltiples canales (40) según la reivindicación 1, caracterizado porque:

dicha entrada de filtro (28) proporciona una corriente binaria digital en serie y dicha pluralidad de entradas de filtro (28) son sincronizadas para proporcionar un vector;

dichos medios de dirección generan una dirección de memoria (56) en respuesta a dicho vector;

cada dicha memoria (56) emite una suma ponderada, precalculada, almacenada en dicho lugar de la memoria de dirección (56); y

dicha pluralidad de registros de almacenamiento (2) y dicha pluralidad de sumadores (26) combinan dichas salidas de memoria (56) en una suma de productos representativos de una suma ponderada de dichas entradas de filtro (28) para proporcionar dicha salida del filtro (44).

3. El filtro digital de múltiples canales (40) según la reivindicación 2, caracterizado porque cada memoria (56) es memoria solamente de lectura.

4. El filtro digital de múltiples canales (40) según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha memoria (56) es una memoria de acceso aleatorio.

5. El filtro digital de múltiples canales (40) según la reivindicación 4, caracterizado adicionalmente por medios para sobrescribir selectivamente los contenidos de dichos lugares de memoria (56).

6. Un método para filtrar digitalmente una pluralidad de canales de señales independientes para una aplicación de sistemas de telecomunicación de acceso múltiple de división de código que comprende una pluralidad de entradas de filtro (28) para recibir los diferentes canales de señal y una salida de filtro (44), caracterizado por las etapas de:

precalcular los productos de puntos intermedios para dicho filtro digital (40) incorporando los coeficientes de peso de toma de filtro y los pesos del canal individual;

almacenar dichos productos intermedios precalculados en una pluralidad de localizaciones de memoria (56) correspondientes a las tomas de filtro en dicho filtro digital (40);

recuperar dichos productos intermedios de un modo secuencial selectivo para proporcionar una pluralidad de salidas de memoria (56);

almacenar dichas salidas de memoria (56) en una pluralidad de registros de almacenamiento (22);

añadir (26) los contenidos de dichos registros de almacenamiento (22) para proporcionar una suma;

emitir dicha suma como dicha salida del filtro (44).

7. El método como se define por la reivindicación 6, caracterizado adicionalmente por sobrescribir dichos productos intermedios precalculados con nuevos productos intermedios derivados utilizando un algoritmo de adaptación.