JP2001251213A - Method and apparatus for calculating optimum dot product - Google Patents

Method and apparatus for calculating optimum dot product

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JP2001251213A
JP2001251213A JP2000049253A JP2000049253A JP2001251213A JP 2001251213 A JP2001251213 A JP 2001251213A JP 2000049253 A JP2000049253 A JP 2000049253A JP 2000049253 A JP2000049253 A JP 2000049253A JP 2001251213 A JP2001251213 A JP 2001251213A
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JP
Japan
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adder
bits
bit
pseudo
noise sequence
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JP2000049253A
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Japanese (ja)
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Zhengou Gu
グー ゼンゴウ
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Texas Instruments Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an efficient designing with respect to area and power. SOLUTION: A correlator conducts dot product arithmetic operation between bits of a pseudo-noise sequence and respective data words of a data stream. An inverting circuit receives one of the data words together with related pseudo- noise sequence bits and selectively inverts bits of the data word, in response to the respective pseudo-noise sequence bits. An adder tree consisting of a plurality of adders sums outputs of the inverting circuit. A carry-in bit input to each adder is combined with the pseudo-noise sequence bits.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】(技術分野)本発明は、コード分割多元接
続(CDMA)デバイスに関し、より具体的には、ドッ
トプロダクトを計算する方法及び装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to code division multiple access (CDMA) devices, and more particularly, to a method and apparatus for calculating a dot product.

【0002】(背景技術)何年もの間、拡散スペトル通
信デバイスが軍事、民間において使用されてきた。これ
らのデバイスは、ノイズに似た波を使用して情報ビット
を拡散(カバー)し、送信帯域幅が単純な点から点への
通信に必要な幅よりずっと広くする。DS−CDMA
(直接拡散コード分割多元接続)は、情報を送信するの
に、従来の通信波形と擬似ノイズ(PN)シーケンスを
使用する拡散スペクトルの形式である。PNシーケンス
は、普通、線形フィードバックシフトレジスタ(LFS
R)を使用して生成される。このように、通信チャンネ
ルを分けるのは、デジタル領域で適用されてから除去さ
れる擬似ランダム変調によってであり、周波数ホッピン
グCDMAのような周波数を基準にするものではない。
BACKGROUND OF THE INVENTION For many years, spread spectrum communication devices have been used in military and civilian settings. These devices use noise-like waves to spread (cover) the information bits, making the transmission bandwidth much wider than required for simple point-to-point communication. DS-CDMA
(Direct spreading code division multiple access) is a form of spread spectrum that uses conventional communication waveforms and pseudo-noise (PN) sequences to transmit information. The PN sequence is usually a linear feedback shift register (LFS).
R). Thus, the communication channels are separated by pseudo-random modulation applied and then removed in the digital domain, and not based on frequency as in frequency hopping CDMA.

【0003】CDMAは、通信技術において重要な利点
がいくつかあり、特に、狭い帯域幅の多元接続無線技術
と比較して、容量と質を改善した。
[0003] CDMA has several important advantages in communication technology, and in particular, has improved capacity and quality as compared to low bandwidth multiple access wireless technology.

【0004】直接拡散(DS)CDMAシステムは、実
時間で2つの長いデータシーケンスについて相関関係を
求めなければならない。Mをデータビット幅として、シ
ーケンスの一方は、2xMビット幅の複素数データで、
他方は、2x1ビット複素PNシーケンスである。相関
計算において、PNビットイコール“0”は、“1”に
マッピングされ、PNビットイコール“1”は、“−
1”にマッピングされる。特定のオフセットにおいて、
相関は、複素数ドットプロダクト計算になり、それは、
次のように公式化される。
[0004] A direct sequence (DS) CDMA system must correlate two long data sequences in real time. With M being the data bit width, one of the sequences is 2xM bit wide complex data,
The other is a 2x1 bit complex PN sequence. In the correlation calculation, PN bit equal “0” is mapped to “1”, and PN bit equal “1” is mapped to “−”.
1 ". At a specific offset,
The correlation becomes a complex dot product calculation, which is
Formulated as:

【数1】 式中、データ D(k)=D(k)I+jD(k)Q) と擬似ノイズシー
ケンス
(Equation 1) Where D (k) = D (k) I + jD (k) Q ) and the pseudo noise sequence

【数2】 は、複素共役演算子であり、Nは、複素データとPNベ
クトルのベクトル長である。
(Equation 2) Is a complex conjugate operator, and N is the vector length of the complex data and the PN vector.

【0005】高品位DS−CDMAシステムにおいて、
相関演算を早く効率的に行うには、並列ドットプロダク
ト演算子が必要である。ふつう、Nは非常に大きな数で
あるため、並列ドットプロダクト演算子は、1つずつ並
列でなければならない。このため、ドットプロダクト計
算のために、広い回路面積が必要になる。
In a high-quality DS-CDMA system,
To perform the correlation operation quickly and efficiently, a parallel dot product operator is required. Usually, N is a very large number, so the parallel dot product operators must be parallel one by one. Therefore, a large circuit area is required for calculating dot products.

【0006】従って、大きな積分長さを持つドットプロ
ダクトを計算するための効率のよい方法と装置が必要と
なってきた。
Therefore, there is a need for an efficient method and apparatus for calculating dot products with large integral lengths.

【0007】(発明の要約)本発明は、擬似ノイズシー
ケンスのビットとデータストリームのそれぞれのデータ
ワード上でのドットプロダクト演算を行う相関器(corr
elator)を提供する。反転回路はそれぞれ、データワー
ドの1つを、関連擬似ノイズシーケンスビットと一緒に
受け取り、それぞれの擬似ノイズシーケンスビットに応
じてデータワードのビットを選択的に反転する。複数の
加算器からなる加算器ツリーが、反転回路の出力を合計
する。加算器のキャリーインビット入力は、前記擬似ノ
イズシーケンスビットのビットと結合される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a correlator (corr) for performing dot product operations on bits of a pseudo-noise sequence and on respective data words of a data stream.
elator). Each of the inverting circuits receives one of the data words together with the associated pseudo-noise sequence bits and selectively inverts the bits of the data word according to the respective pseudo-noise sequence bits. An adder tree of adders sums the outputs of the inverting circuits. The carry-in bit input of the adder is combined with the bits of the pseudo noise sequence bit.

【0008】本発明は、従来の技術と比較して大きな利
点を提供する。2つのベクトルのドットプロダクトを得
るには、一般に、L乗算とL−1加算が必要であるのに
対して、本発明は、一般の相関器が必要とする高価な2
の補数の乗算器を必要としない。加算器のキャリーイン
ポートが、2の補数演算を行うことによって、L個の加
算器の全体のレベルを倹約する。従って、ゲート計算と
消費電力が削減される。
The present invention offers significant advantages over the prior art. To obtain a dot product of two vectors, L multiplication and L-1 addition are generally required, whereas the present invention requires the expensive 2D correlator.
Does not require a complement multiplier. Adder carry import saves the overall level of L adders by performing two's complement arithmetic. Thus, gate calculations and power consumption are reduced.

【0009】(本発明の詳細な説明)本発明は、添付図
面図1乃至図5を参照することによって、よく理解する
ことができる。図中、同じ構成要素には同じ参照番号が
つけてある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention can be better understood with reference to the accompanying drawings, FIGS. In the figures, the same components have the same reference numerals.

【0010】上記のように、DS−CDMAシステム
は、以下のように示すことのできる相関演算を必要とす
る。
[0010] As mentioned above, DS-CDMA systems require a correlation operation that can be expressed as:

【数3】 式中、データ D(k)=D(k)I+jD(k)Q) と、擬似ノイズシ
ーケンス
(Equation 3) Where D (k) = D (k) I + jD (k) Q ) and the pseudo noise sequence

【数4】 は、複素共役演算子であり、Nは、複素データとPNベ
クトルノベクトル長である。D(k)Iは、D(k)の
実数部分であり、D(k)Qは、D(k)の虚数部分で
ある。D(k)IとD(k)Qは、それぞれ、Mビット幅
である。同様に、PN(k)IはPN(k)の実数部で
あり、PN(k)QはPN(k)の虚数部である。PN
(k)IとPN(k)Qは、それぞれ1ビット幅である。
(Equation 4) Is a complex conjugate operator, and N is the complex data and PN vector length. D (k) I is the real part of D (k) and D (k) Q is the imaginary part of D (k). D (k) I and D (k) Q are each M bits wide. Similarly, PN (k) I is the real part of PN (k) and PN (k) Q is the imaginary part of PN (k). PN
(K) I and PN (k) Q are each 1 bit wide.

【0011】上記式は、以下のように示すことができ
る。
The above equation can be expressed as follows.

【数5】 そして、I=1, 2,… N/Lは、N長さの積分を終える
ための個数であり、Lは、並列ドットプロダクト生成器
の幅である。
(Equation 5) .., N / L is the number for completing the integration of N lengths, and L is the width of the parallel dot product generator.

【0012】前述のように、PNIとPNQは、LFSR
によって、“0”と“1”のストリームとして生成され
る1ビットの値である。これらの二進数は、それぞれ、
ふつう、“1”と“−1”にマップされる。従って、A
iを例にすると、PNI(k)=1(即ち、PNI(k)
が−1にマップされる)ならば、PNI(k)DI(k)
は、DI(k)の2の補数と等しくなる。Mビット数DI
(k)の2の補数は、2M−DI(k)に等しく、各DI
(k)ビットの反転と1の加算としても計算することが
できる。
[0012] As described above, PN I and PN Q is, LFSR
Is a 1-bit value generated as a stream of “0” and “1”. These binary numbers are
Usually mapped to "1" and "-1". Therefore, A
Taking i as an example, PN I (k) = 1 (that is, PN I (k)
Is mapped to -1), then PN I (k) D I (k)
Is equal to the two's complement of D I (k). M-bit number D I
The two's complement of (k) is equal to 2 M -D I (k), and each D I
(K) It can also be calculated as bit inversion and addition of 1.

【0013】図1は、Ai,Bi,Ci,Diを計算するた
めの加算ツリー回路10を示す。加算ツリー回路10
は、第1レベルの排他的オアゲート12を備え、それぞ
れ排他的オアゲート12a乃至12pで示されている。こ
の実施の形態においては、L=16である。各排他的オ
アゲートは、D(k)に対するMビット値を受け取り、
D(k)の各ビットは、PN(k)と排他的オアが取ら
れる。各ゲートのD入力とPN入力は、Ai,Bi
i,Diが計算されているかに依存する。もし、Ai
計算されていれば、排他的オアゲート12のD入力は、
DI(1)からDI(L)までを、i=1で受け取り、排
他的オアゲート12は、PNI(1)からPNI(L)ま
でを受け取る。図2は、そのような排他的オア回路12
aを示す。ここに示された入力は、i=1, k=1の場合の、
iを計算するためのものである。
FIG. 1 shows an addition tree circuit 10 for calculating A i , B i , C i , and D i . Addition tree circuit 10
Comprises a first level exclusive OR gate 12, indicated by exclusive OR gates 12a through 12p, respectively. In this embodiment, L = 16. Each exclusive OR gate receives an M-bit value for D (k),
Each bit of D (k) is exclusive-ORed with PN (k). The D input and PN input of each gate are A i , B i ,
It depends on whether C i and D i are calculated. If A i has been calculated, the D input of exclusive OR gate 12 is
From DI (1) to DI (L), receiving at i = 1, exclusive-OR gate 12 receives from PN I (1) to PN I (L). FIG. 2 illustrates such an exclusive OR circuit 12.
Indicates a. The input shown here is for i = 1, k = 1
This is for calculating A i .

【0014】図1に戻り、各排他的オアゲート12の出
力は、Mビットの出力を持つ。排他的オアゲート12の
ペアが、加算器14の入力に接続されている。図に示さ
れた実施の形態においては、ゲート12aと12bの出力
が、加算器14aの入力に接続され、ゲート12cと12
dの出力が、加算器14bの入力に接続され、ゲート12
eと12fの出力が、加算器14cの入力に接続され、ゲ
ート12gと12hの出力が、加算器14dの入力に接続
され、ゲート12iと12jの出力が、加算器14eの入
力に接続され、ゲート12kと12lの出力が、加算器1
4fの入力に接続され、ゲート12mと12nの出力が、
加算器14gの入力に接続され、ゲート12oと12pの
出力が、加算器14hの入力に接続されているが、加算
は、どのような順序で行われてもよい。各加算器は、P
Nビットの1つのキャリーインを受け取る。図示された
実施の形態において、加算器14aはビットPN(1)
を受け取り、加算器14bはビットPN(3)を受け取
り、加算器14cはビットPN(5)を受け取り、加算
器14dはビットPN(7)を受け取り、加算器14eは
ビットPN(9)を受け取り、加算器14fはビットP
N(11)を受け取り、加算器14gはビットPN(1
3)を受け取り、加算器14hはビットPN(15)を
受け取る。この場合も、後で詳細に説明するように、P
Nビットをキャリーインポートに接続する順序は、PN
ビットが加算器によって受け取られる限り、問題となら
ない。
Returning to FIG. 1, the output of each exclusive OR gate 12 has an M-bit output. A pair of exclusive OR gates 12 is connected to the input of adder 14. In the illustrated embodiment, the outputs of gates 12a and 12b are connected to the input of adder 14a and gates 12c and 12b are connected.
The output of d is connected to the input of adder 14b and gate 12
The outputs of e and 12f are connected to the input of adder 14c, the outputs of gates 12g and 12h are connected to the input of adder 14d, the outputs of gates 12i and 12j are connected to the input of adder 14e, The outputs of the gates 12k and 12l are
4f, connected to the inputs of gates 12m and 12n,
The outputs of gates 12o and 12p are connected to the input of adder 14g and the outputs of gates 12o and 12p are connected to the input of adder 14h, but the addition may be performed in any order. Each adder is P
Receive one carry-in of N bits. In the illustrated embodiment, adder 14a has a bit PN (1)
Adder 14b receives bit PN (3), adder 14c receives bit PN (5), adder 14d receives bit PN (7), and adder 14e receives bit PN (9). , The adder 14f outputs the bit P
N (11), adder 14g receives bit PN (1
3), and the adder 14h receives the bit PN (15). Also in this case, as will be described in detail later,
The order in which the N bits are connected to the carry import is PN
There is no problem as long as the bits are received by the adder.

【0015】加算器16の次の段は、それぞれ16a乃
至16dの参照番号がつけられているが、加算器14の
ペアの出力を受け取る。図示された実施の形態において
は、加算器16aが加算器14aと14bからM+1ビッ
ト出力を受け取り、加算器16bが加算器14cと14d
からの出力を受け取り、加算器16cが加算器14eと1
4fからの出力を受け取り、加算器16dが加算器14g
と14hからの出力を受け取る。各加算器16は、一義
的PNビットも受け取る。図示された実施の形態におい
て、加算器16aはビットPN(2)を受け取り、加算
器16bはビットPN(6)を受け取り、加算器16cは
ビットPN(10)を受け取り、加算器16dはビット
PN(14)を受け取る。
The next stage of the adder 16 receives the output of the pair of adders 14, each being referenced 16 a through 16 d. In the illustrated embodiment, adder 16a receives the M + 1 bit output from adders 14a and 14b, and adder 16b replaces adders 14c and 14d.
And the adder 16c receives the output from the adder 14e and the adder 14e.
4f, and the adder 16d receives the output from the adder 14g.
And the output from 14h. Each adder 16 also receives a unique PN bit. In the illustrated embodiment, adder 16a receives bit PN (2), adder 16b receives bit PN (6), adder 16c receives bit PN (10), and adder 16d receives bit PN (10). (14) is received.

【0016】第3段の加算器18は、それぞれ18a,1
8bの参照番号がつけられ、加算器16のペアの出力を
受け取る。図示された実施の形態において、加算器18
aは加算器16aと16bからのM+2ビット出力を受け
取り、加算器18bは加算器16cと16dからの出力を
受け取る。各加算器18は、一義的PNビットも受け取
る。図示された実施の形態においては、加算器18aが
ビットPN(4)を受け取り、加算器18bがビットP
N(12)を受け取る。
The third-stage adder 18 includes 18a, 1
8b, and receives the output of the pair of adders 16. In the illustrated embodiment, adder 18
a receives the M + 2 bit outputs from adders 16a and 16b, and adder 18b receives the outputs from adders 16c and 16d. Each adder 18 also receives a unique PN bit. In the illustrated embodiment, adder 18a receives bit PN (4) and adder 18b
N (12) is received.

【0017】最終段で、加算器20が、ビットPN
(8)と一緒hに、加算器18aと18bのM+3出力を
受け取る。加算器20の出力は、M+4ビット出力であ
る。残りのPNビット、つまり加算器14−20の1つ
のキャリーインポートに接続されていないビットは、以
下に述べる図3に示された加算器に渡される。
In the final stage, the adder 20 outputs the bit PN
Along with (8), the M + 3 outputs of the adders 18a and 18b are received. The output of the adder 20 is an M + 4 bit output. The remaining PN bits, ie, the bits not connected to one of the carry imports of adders 14-20, are passed to the adder shown in FIG. 3 described below.

【0018】演算において、排他的オアゲート12は、
関連PNビットの値に従って、±1によって(1の補
数)乗算を行う。もし、PNビットが0であれば、Dビ
ットは、変更されずに、排他的オアゲート12を通過す
る。即ち、Dは、“1”によって乗算される。もし、P
Nビットが“1”であれば、Dビットは反転される。
In operation, the exclusive OR gate 12
Multiply (1's complement) by ± 1 according to the value of the associated PN bit. If the PN bit is 0, the D bit passes through the exclusive OR gate 12 unchanged. That is, D is multiplied by "1". If P
If the N bit is "1", the D bit is inverted.

【0019】排他的オアゲート12で±1の乗算が行わ
れた後、加算器14−20は、Ai i、i、iに対
する等式にあるような加算を行い、2の補数の変換を行
う。前述のように、ある数の2の補数は、2つのステッ
プで求められる。(1)その数のビットを反転させる、
(2)反転されたビットに“1”を足す。回路10は、
様々な加算器14−16のキャリーインポートを使用し
て、適当な場所に“1”を足す。PNビットが“0”に
等しい場合は、キャリーインはゼロになり、従って、1
の加算は行われない。PNビットが“1”の場合は、2
の補数の変換には、関連Dビットが反転される必要があ
り(排他的オアゲートにより行われる)、関連加算器1
4−20のキャリーインポートで“1”が加算される。
回路にはL−1個の加算器(図示された実施の形態では
15)とL個のPNビットしかないので、PNビットの
1つ(図示された実施の形態ではPN(16))が、加
算器ツリー回路10(図3に示されたような)の外の加
算器によって受け取られる。
After performing the ± 1 multiplication in exclusive OR gate 12, adder 14-20 performs the addition as in the equation for A i , B i, C i, and D i and performs two's complement. Is converted. As mentioned above, a number's two's complement is determined in two steps. (1) invert that number of bits,
(2) Add “1” to the inverted bit. The circuit 10 is
Using the carry import of the various adders 14-16, add a "1" to the appropriate place. If the PN bit is equal to "0", the carry-in will be zero and therefore a one
Is not added. If the PN bit is “1”, 2
Requires the associated D bit to be inverted (performed by an exclusive OR gate) and the associated adder 1
“1” is added by the carry import of 4-20.
Since the circuit has only L-1 adders (15 in the illustrated embodiment) and L PN bits, one of the PN bits (PN (16) in the illustrated embodiment) is: It is received by an adder outside the adder tree circuit 10 (as shown in FIG. 3).

【0020】図3は、Sを計算するための回路30を示
す。回路30は、4つの加算器ツリー回路10を備え1
0a、10b、10c、10dの参照番号がつけられ、それ
ぞれAi,Bi,Ci,Diを計算する。加算器ツリー回路
aは、PNIとDIを受け取り、加算器ツリー回路10b
は、PNQとDQを受け取り、加算器ツリー回路10c
は、PNIとDQを受け取り、加算器ツリー回路10d
は、PNQと、インバータ31を介して、DIを受け取
る。これらの回路の出力はAi、i、i、iとなり、
例外は、関連PN(16)が“1”の場合、各出力は、
“1”減らされる。加算器ツリー10aと10bの出力
は、加算器32の入力に接続される。加算器ツリー10
bからのPN(16)は、加算器32のキャリーインポ
ートに接続される。加算器ツリー10cと10dからの出
力は、加算器34の入力に接続される。加算器ツリー1
0dからのPN(16)は、加算器32のキャリーイン
ポートに接続される。加算器32の出力は、加算器36
の1つの入力に接続される。加算器ツリー10aからの
PN(16)は、加算器36のキャリーインポートに接
続される。加算器36の出力は、レジスタ38に接続さ
れる。レジスタ38の出力は、アンドゲート40の1つ
の入力に接続され、mビットアンドゲート40の第2の
入力は、ACC CLEAR(accumulate clear)信号
に接続される。なお、mは、SQとSIのビット幅であ
る。アンドゲート40の出力は加算器36の他の入力に
接続される。レジスタ38の出力は、SI値である。加
算器34の出力は、加算器42の1つの入力に接続され
る。加算器ツリー10cからのPN(16)は、加算器
42のキャリーインポートに接続される。加算器42の
出力は、レジスタ44に接続される。レジスタ44の出
力は、mビットアンドゲート46の1つの入力に接続さ
れ、アンドゲートの第2の入力は、ACC CLEAR
(accumulate clear)信号に接続される。アンドゲート4
6の出力は、加算器42の他の入力に接続される。レジ
スタ44の出力は、SQ値である。
FIG. 3 shows a circuit 30 for calculating S. The circuit 30 comprises four adder tree circuits 10
0a, 10b, 10c, given the 10d reference numbers, respectively A i, B i, C i , to calculate the D i. Adder tree circuit
a receives PN I and D I, adder tree circuit 10b
Receives PN Q and D Q, and receives the adder tree circuit 10 c
Receives PN I and D Q, the adder tree circuit 10d
It includes a PN Q, via the inverter 31, receives a D I. The outputs of these circuits are A i, B i, C i, D i ,
The exception is that when the associated PN (16) is "1", each output is
"1" is reduced. The outputs of adder trees 10a and 10b are connected to the input of adder 32. Adder tree 10
PN (16) from b is connected to the carry import of adder 32. The outputs from adder trees 10c and 10d are connected to the inputs of adder 34. Adder tree 1
PN (16) from 0d is connected to the carry import of adder 32. The output of the adder 32 is
Is connected to one input. PN (16) from adder tree 10a is connected to the carry import of adder 36. The output of the adder 36 is connected to the register 38. The output of register 38 is connected to one input of AND gate 40 and the second input of m-bit AND gate 40 is connected to ACC Connected to the CLEAR (accumulate clear) signal. Incidentally, m is the bit width of S Q and S I. The output of the AND gate 40 is connected to another input of the adder 36. The output of register 38 is the S I value. The output of adder 34 is connected to one input of adder 42. PN (16) from adder tree 10c is connected to the carry import of adder 42. The output of the adder 42 is connected to the register 44. The output of register 44 is connected to one input of an m-bit AND gate 46, and the second input of the AND gate is ACC CLEAR
(accumulate clear) signal. AND gate 4
The output of 6 is connected to another input of the adder 42. The output of register 44 is the SQ value.

【0021】アンドゲート40と46は、図4に詳しく
図示されている。SQ出力の各ビットは、アンドゲート
46に対して、SI出力の各ビットは、アンドゲート4
0に対して、アンドゲート50の1つの入力に接続さ
れ、アンドゲート50の他の入力は、ACC CLEA
R信号に接続される。これは、蓄積レジスタ38と44
の内容をクリアするために設けられている。
The AND gates 40 and 46 are illustrated in detail in FIG. Each bit in the S Q output for the AND gates 46, each bit in the S I output, the AND gate 4
0, one input of the AND gate 50 is connected to the other input of the AND gate 50. CLEA
Connected to R signal. This is because the accumulation registers 38 and 44
It is provided to clear the contents of.

【0022】演算中、図3及び図4に示された回路は、
次のように動作する。加算器32と34は、それぞれ、
i+Bi,Ci+Diを計算する(加算器ツリー10a及
び10cからのPN(16)の加算は行なわれない。そ
れらは加算器36と42による合計に加算される)。加
算器36と42は、レジスタ38と44と共に、NlL
サイクルに対してAi+Bi,Ci+DIの値を蓄積して、
I,SQを計算する。
During operation, the circuits shown in FIG. 3 and FIG.
It works as follows. The adders 32 and 34 respectively
Compute A i + B i , C i + D i (the addition of PN (16) from adder trees 10a and 10c is not performed; they are added to the sum by adders 36 and 42). Adders 36 and 42, along with registers 38 and 44,
Accumulate the values of A i + B i and C i + D I for the cycle,
Calculate S I and S Q.

【0023】図5は、図3の回路30を備える拡散スペ
クトルデバイス58のブロック図である。擬似ノイズ生
成器60は、擬似ノイズワードPN(k)のシーケンス
を、回路30に、データストリームD(k)と共に出力
する。データストリームD(k)は、拡散スペクトル技
術を使用する通信から利益を得るデジタルデータストリ
ームであればどんなものでもよく、アナログ通信信号で
あれば、A/D(アナログからデジタルへ)コンバータ
62によって、デジタル信号に翻訳され、あるいは、演
算デバイスの出力のようなネイティブデジタル信号であ
ってもよい。デジタルデータストリームD(k)と擬似
ノイズシーケンスPN(k)は、結合されて、前述のよ
うに、Sを出力する。
FIG. 5 is a block diagram of a spread spectrum device 58 including the circuit 30 of FIG. The pseudo noise generator 60 outputs a sequence of pseudo noise words PN (k) to the circuit 30 together with the data stream D (k). The data stream D (k) can be any digital data stream that would benefit from communication using spread spectrum technology, and for analog communication signals, an A / D (analog to digital) converter 62 It may be translated into a digital signal or it may be a native digital signal such as the output of a computing device. The digital data stream D (k) and the pseudo noise sequence PN (k) are combined to output S as described above.

【0024】本発明は、従来技術にない利点を提供す
る。一般的に、2つのベクトルのドットプロダクトは、
L回の乗算とL−1の加算を必要とするのに対して、本
発明は、普通の相関器が必要とする、高価な2の補数の
乗算器を必要としない。2の補数演算を行うのに、加算
器のキャリーインポートを利用することによって、L個
のMビット幅アドレスが節約できる。従って、ゲートカ
ウントと消費電力が、著しく削減される。
The present invention offers advantages not found in the prior art. In general, two vector dot products are
While requiring L multiplications and L-1 additions, the present invention does not require the expensive two's complement multipliers required by ordinary correlators. By using the carry import of an adder to perform a two's complement operation, L M-bit wide addresses can be saved. Therefore, gate count and power consumption are significantly reduced.

【0025】説明のために、特定値LとMを使用した回
路を示したが、L、Mの値を変えることによって、回路
は簡単に拡張したり縮小することができる。更に、実施
の形態では、Nの2の累乗で説明したが、Nの値はその
他のものであってもよい。
Although a circuit using specific values L and M has been shown for the sake of explanation, the circuit can be easily expanded or reduced by changing the values of L and M. Further, in the embodiment, the explanation has been given by the power of 2 of N, but the value of N may be another value.

【0026】以上、発明の詳細な説明を、特定の実施の
形態において行ってきたが、当業者であればわかるよう
に、これらの実施の形態は様々な変更が可能であり、別
の実施の形態も可能である。本発明は、特許請求の範囲
に入る変更や他の実施の形態も含むものとする。
The detailed description of the present invention has been given in the specific embodiments. However, as will be understood by those skilled in the art, these embodiments can be variously modified, and Forms are also possible. The invention is intended to cover modifications and other embodiments falling within the scope of the appended claims.

【0027】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 (1) 擬似ノイズシーケンスのビットと、データスト
リームのそれぞれのワード上でドットプロダクト演算を
行うための相関器であって、前記データワードの1つと
関連擬似ノイズシーケンスを受け取り、それぞれの擬似
ノイズシーケンスビットに応答して各データワードのビ
ットを選択的に反転させる反転回路と、前記反転回路の
出力を合計する複数の加算器を備え、前期擬似ノイズシ
ーケンスビットの前記ビットに接続されたキャリーイン
ビット入力を有する加算器ツリーとを備えた相関器。 (2) 前記反転回路が排他的オアゲートを備えること
を特徴とする第1項の相関器。 (3) 前記反転回路が複数の排他的オアゲートを備
え、それぞれのゲートが前記データワードの1つのそれ
ぞれのビットを入力し、且つ、それぞれのデータワード
について関連擬似ノイズシーケンスを入力することを特
徴とする第2項の相関器。 (4) 前記加算器ツリーの出力を蓄積するための蓄積
器を備えることを特徴とする第1、第2、又は第3項に
記載の相関器。 (5) 前記蓄積器が、加算器の入力と出力に接続され
たレジスタを備えることを特徴とする第4項記載の相関
器。 (6) 前記加算器が前記擬似ランダムシーケンスビッ
トの1つに接続されたキャリーインビットを有すること
を特徴とする請求項5に記載の相関器。
With respect to the above description, the following items are further disclosed. (1) A correlator for performing a dot product operation on each word of a pseudo-noise sequence and a respective word of a data stream, the correlator receiving one of the data words and an associated pseudo-noise sequence; And a plurality of adders for summing the outputs of the inverting circuits in response to the carry-in bit input connected to said pseudo noise sequence bits. A correlator comprising an adder tree having (2) The correlator according to claim 1, wherein the inverting circuit includes an exclusive OR gate. (3) the inverting circuit comprises a plurality of exclusive OR gates, each gate inputting one respective bit of the data word and inputting an associated pseudo-noise sequence for each data word. The second term correlator. (4) The correlator according to any one of (1), (2) and (3), further comprising a storage for storing the output of the adder tree. (5) The correlator according to claim 4, wherein the accumulator includes a register connected to an input and an output of the adder. 6. The correlator of claim 5, wherein the adder has a carry-in bit connected to one of the pseudo-random sequence bits.

【0028】(7) 擬似ノイズシーケンスのビット
と、データストリームのそれぞれのワード上でドットプ
ロダクト演算を行う方法であって、各データワードのビ
ットを、それと関連した擬似ノイズシーケンスビットに
応答して選択的に反転させるステップと、前記選択的に
反転されたデータワードを、加算器ツリーにおいて、関
連擬似ノイズシーケンスビットと共に、合計するステッ
プとを備えた方法。 (8) 選択的反転ステップが、データワードの各ビッ
ト及びデータワードと関連した擬似ランダムシーケンス
のビット上で排他的オアの演算を行うステップを備える
ことを特徴とする第7項に記載の方法。 (9) 更に、前記加算器ツリーの出力を蓄積するステ
ップを備えることを特徴とする第7または第8項に記載
の方法。 (10) 前記蓄積ステップが、蓄積された合計をレジ
スタに記憶し、加算器ツリーの出力と結合するステップ
を有することを特徴とする第9項に記載の方法。 (11) 前記加算器ツリーが複数の加算器を備え、そ
れぞれが、前記擬似ランダムシーケンスビットの1つを
受け取るキャリーインビット入力を有することを特徴と
する第9項に記載の方法。
(7) A method of performing a dot product operation on bits of a pseudo-noise sequence and respective words of a data stream, wherein the bits of each data word are selected in response to the pseudo-noise sequence bits associated therewith. And inverting the selectively inverted data words with associated pseudo-noise sequence bits in an adder tree. The method of claim 7, wherein the step of selectively inverting comprises performing an exclusive-or operation on each bit of the data word and a bit of the pseudo-random sequence associated with the data word. (9) The method according to (7) or (8), further comprising accumulating an output of the adder tree. 10. The method of claim 9, wherein said storing step comprises storing the stored sum in a register and combining with an output of an adder tree. The method of claim 9, wherein the adder tree comprises a plurality of adders, each having a carry-in bit input for receiving one of the pseudo-random sequence bits.

【0029】(12) 拡散スペクトル装置であって、
データワードのストリームを生成する回路と、擬似ノイ
ズシーケンスを生成する擬似ノイズシーケンス生成器
と、前記擬似ノイズシーケンスとそれぞれのデータワー
ドのビット上でドットプロダクト演算を行う相関器とを
備えており、前記相関器は、前記データワードの1つ
と、関連した擬似ノイズシーケンスビットを受け取り、
各データワードのビットを、それぞれの擬似ノイズシー
ケンスビットに応じて、選択的に反転する反転回路と、
前記反転回路の出力を合計するための複数の加算器とを
備え、前期加算器は、前記擬似ノイズシーケンスビット
の前記ビットに結合されたキャリーインビット入力を有
することを特徴とする拡散スペクトル装置。 (13) データワードのストリームを生成する前記回
路が、アナログ・デジタル変換器を含むことを特徴とす
る第12項に記載の拡散スペクトル装置。 (14) 前記反転回路が排他的オアゲートを備えるこ
とを特徴とする第12又は第13項に記載の拡散スペク
トル装置。 (15) 前記反転回路がそれぞれ複数の排他的オアゲ
ートを備え、各ゲートは、前記データワードの1つのそ
れぞれのビットを入力し、それぞれが前記データワード
に対して関連した擬似ノイズシーケンスビットを入力す
ることを特徴とする第14項に記載の拡散スペクトル装
置。 (16) 前記加算器ツリーの出力を蓄積するための蓄
積回路を備えることを特徴とする第12、第13、第1
4、又は第15項に記載の拡散スペクトル装置。 (17) 前記蓄積器が、加算器の入力と出力に結合さ
れたレジスタを備えることを特徴とする第16項に記載
の拡散スペクトル装置。 (18) 前記加算器が、前記擬似ランダムシーケンス
ビットの1つに結合されたキャリーインビット入力を有
することを特徴とする第17項に記載の拡散スペクトル
装置。
(12) A spread spectrum apparatus,
A circuit for generating a stream of data words, a pseudo noise sequence generator for generating a pseudo noise sequence, and a correlator for performing a dot product operation on the bits of the pseudo noise sequence and each data word, A correlator receives one of said data words and associated pseudo noise sequence bits;
An inverting circuit for selectively inverting the bits of each data word according to each pseudo noise sequence bit;
A spread-spectrum apparatus comprising: a plurality of adders for summing the output of the inverting circuit, the adder having a carry-in bit input coupled to the pseudo noise sequence bits. 13. The spread spectrum apparatus according to claim 12, wherein said circuit for generating a stream of data words includes an analog-to-digital converter. (14) The spread spectrum apparatus according to the twelfth or thirteenth aspect, wherein the inverting circuit includes an exclusive OR gate. (15) The inverting circuits each include a plurality of exclusive OR gates, each gate receiving a respective bit of one of the data words, each receiving a pseudo noise sequence bit associated with the data word. 15. The spread spectrum apparatus according to claim 14, wherein: (16) A twelfth, thirteenth, or first feature comprising a storage circuit for storing the output of the adder tree.
16. A spread spectrum apparatus according to item 4 or 15. (17) The spread spectrum apparatus according to item 16, wherein the accumulator includes a register coupled to an input and an output of an adder. (18) The spread spectrum apparatus according to item 17, wherein the adder has a carry-in bit input coupled to one of the pseudo-random sequence bits.

【0030】ドットプロダクト演算器(30)は、L−
1個の加算器ツリー(10)を使用し、乗算器を使用し
ない。Lは、並列ドットプロダクト演算器の長さであ
る。排他的オアゲート12は、+1による乗算機能を提
供する。加算器(14,16,18,20,32,3
4)のキャリーインポートが使用されて、2の補数が形
成さる。
The dot product computing unit (30) is an L-
Uses one adder tree (10) and no multiplier. L is the length of the parallel dot product operation unit. Exclusive OR gate 12 provides a +1 multiplication function. Adders (14, 16, 18, 20, 32, 3
The carry import of 4) is used to form the two's complement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】加算器ツリーを模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing an adder tree.

【図2】図1の加算器ツリーで使用される多元ビット排
他的オア回路の模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a multiple-bit exclusive OR circuit used in the adder tree of FIG. 1;

【図3】ドットプロダクト演算回路を示す。FIG. 3 shows a dot product calculation circuit.

【図4】図3の回路で使用される多元ビットアンドゲー
トを示す。
FIG. 4 shows a multiple bit and gate used in the circuit of FIG.

【図5】図3のドットプロダクト演算回路を使用する拡
散スペクトルデバイスを示す。
5 shows a spread spectrum device using the dot product operation circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加算器ツリー 12 排他的オアゲート 14、16、18、20、32、34、36、42 加
算器 30 ドットプロダクト演算器 38、44 レジスタ 40、46、50 アンドゲート 60 擬似ノイズ生成器 62 A/Dコンバータ
Reference Signs List 10 adder tree 12 exclusive OR gate 14, 16, 18, 20, 32, 34, 36, 42 adder 30 dot product calculator 38, 44 register 40, 46, 50 AND gate 60 pseudo noise generator 62 A / D converter

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】擬似ノイズシーケンスのビットと、データ
ストリームのそれぞれのワード上でドットプロダクト演
算を行うための相関器であって、 前記データワードの1つと関連擬似ノイズシーケンスを
受け取り、それぞれの擬似ノイズシーケンスビットに応
答して各データワードのビットを選択的に反転させる反
転回路と、 前記反転回路の出力を合計する複数の加算器を備え、前
期擬似ノイズシーケンスビットの前記ビットに接続され
たキャリーインビット入力を有する加算器ツリーとを備
えた相関器
1. A correlator for performing a dot product operation on a bit of a pseudo-noise sequence and a respective word of a data stream, the correlator receiving one of the data words and an associated pseudo-noise sequence; An inverting circuit for selectively inverting the bits of each data word in response to the sequence bits; and a plurality of adders for summing the outputs of the inverting circuits, the carry-in circuit being connected to the pseudo noise sequence bits. Correlator with adder tree having bit inputs
【請求項2】擬似ノイズシーケンスのビットと、データ
ストリームのそれぞれのワード上でドットプロダクト演
算を行う方法であって、 各データワードのビットを、それと関連した擬似ノイズ
シーケンスビットに応答して選択的に反転させるステッ
プと、 前記選択的に反転されたデータワードを、加算器ツリー
において、関連擬似ノイズシーケンスビットと共に、合
計するステップとを備えた方法。
2. A method for performing a dot product operation on bits of a pseudo-noise sequence and respective words of a data stream, wherein the bits of each data word are selectively responsive to pseudo-noise sequence bits associated therewith. And summing the selectively inverted data words with associated pseudo-noise sequence bits in an adder tree.
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