JP2004533176A - 動的サーチおよびマルチパス受信の適応マルチモードレイク受信機 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、包括的に集積回路に関し、特に、たとえば、CDMA、cdma2000、W−CDMA、または他の任意の直接拡散式スペクトラム拡散通信システムにおいて利用される動的サーチおよびマルチパス受信のマルチモードレイク受信のための適応型再構成可能集積回路に関する。
【0002】
[関連出願の相互参照]
本出願は、2001年3月22日に出願され、本発明の譲受人であるQuickSilver Technology, Inc.に譲渡され、参照により本明細書に援用される、Paul L. Master他の「Adaptive Integrated Circuitry With Heterogeneous And Reconfigurable Matrices Of Diverse And Adaptive Computational Units Having Fixed, Application Specific Computational Elements」と題する米国特許出願第09/815,122号に関連し、一般に開示されているすべての主題(「関連出願」)について優先権を主張するものである。
【背景技術】
【0003】
増大し続ける移動体通信技術の使用水準に適応するため、符号分割多重アクセス(「CDMA」)、cdma2000、および「W−CDMAモバイル通信システムがますます配備(または配備を計画)されている。こういった通信システム内、特に基地局および移動局(またはCDMA携帯電話やマルチメディアデバイス等の移動体)内では、マルチパス受信のために「レイク」受信機が採用され、空間ダイバーシティおよび時間ダイバーシティの両方が通信システムに加えられる。
【0004】
レイク受信機は、このマルチパス受信に使用される複数の「レイクフィンガ」、および指定されたサーチャー(各種サーチウィンドウを有する)を含む。このようなサーチャーは利用可能なマルチパスを決定するために採用され、決定後に、利用可能なマルチパスにレイクフィンガが割り振られる。加えて移動局内でも、システム(パイロット信号)取得、潜在的なソフトハンドオフ機能、また一般に、基地局から伝送されている信号の中で最も強い信号を常に絶えず選択する目的で対応する複数の基地局から伝送される複数のパイロット信号またはチャネルを監視するために、サーチャーが採用される。
【0005】
レイク受信機の現行のCDMA実施は、移動局および基地局に固定数のレイクフィンガを採用している。移動局では、通常3つのレイクフィンガが最大3つのマルチパスの受信に使用され、1つのサーチャーが、たとえば、利用可能な、または到来するマルチパスおよび基地局信号を監視するために使用される。それぞれマルチパス受信あるいはサーチに専用のこのような固定数のフィンガまたはサーチャーはそれぞれ、許容できない遅延(システム捕捉の際の遅延等)、通話断、品質劣化する通話、または他の不十分なシステムパフォーマンス発生させる可能性がある。
【0006】
加えて、cdma2000および広帯域CDMA(W−CDMA)等の提案されている技術の実施は、マルチパス受信のためにトラヒックモードにおいて追加のレイクフィンガおよび信号サーチまたはチャネル選択のために追加のサーチャーを用いる必要があり得るか、またはそうして最適化し得る。これにはそれぞれ、より広い拡散(擬似ランダムノイズまたは「PN」)コードまたはシーケンス、および直交関数を収容するために複雑性が追加される。しかし、このような追加の固定かつ専用の集積回路(「IC」)ハードウェアを使用すると、レイク受信機の複雑性およびコストが増大する可能性があるとともに、電力の消費が増大する可能性があり、バッテリの寿命および対応する通話時間またはトラヒック時間に対して潜在的に有害な影響がある。
【0007】
したがって、マルチパス受信機能およびサーチ機能の両方のマルチモード機能についてリアルタイムで動的に最適化可能な適応性があり再構成可能なレイク受信機を提供する必要性が残っている。このような適応性があり、かつ再構成可能なレイク受信機は、電力の消費を最小化すべきであるとともに、ハンドヘルド装置および他のバッテリ電源装置での使用などの低電力用途に適したものであるべきでもある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、新しいタイプのレイク受信機、すなわちマルチモードレイク受信機に関し、マルチモードレイク受信機は、移動局あるいは基地局内に含めることができ、CDMA、PCS、3G、または他の移動体通信システムにおいて動的パイロット信号をサーチする能力およびマルチパスを受信し結合する能力を有する。本発明のマルチモードレイク受信機は、既存の形の集積回路を利用して実施する、または好ましくは、適応性があるまたは再構成可能なコンピューティングに新しいカテゴリの集積回路および新しい方法論を利用して実施することができる。
【0009】
加えて、本発明の好ましいマルチモードレイク受信機は、複数の動作モード:システム捕捉モード、トラヒックモード、およびアイドルモードを提供する。本発明は、特定の動作モード:システム捕捉モードおよびアイドルモードでは通常、2つ以上のレイクフィンガは必要なく(システム捕捉では0であり、アイドルモードでは1つ)、これらモードでの追加のレイクフィンガはいずれもIC材料の無駄であることを認めている。その代わりに、本発明によれば、複数のサーチャーがこれらモードにおいて、システム捕捉速度または近隣サーチを増大させるために有用であり得る。また、トラヒックモードでは、受信するマルチパスまたは基地局信号の厳密な数が、フェージングチャネルにより動的に変動する。このため、本発明は、現在の無線周波数(RF)環境の状態に応じて受信機のパフォーマンスを向上させるために、レイクフィンガをサーチャーと動的にスワップする能力を提供する。
【0010】
好ましいIC実施形態は、相互接続ネットワークに接続された複数の異種の計算素子を含み、マルチモードレイクフィンガを形成する。複数の異種計算素子は、メモリ、加算、乗算、複素乗算、減算、構成、再構成、制御、入力、出力、および現場でのプログラム可能性等の種々の機能に、固定のアーキテクチャ等の固定の異なるアーキテクチャを有する、対応する計算素子を含む。構成情報に応答して、相互接続ネットワークは、パイロット信号サーチならびにマルチパス受信および結合を含む複数の異なる機能モードの複数の異種計算素子を構成および再構成するようにリアルタイムで動作可能である。
【0011】
より具体的に言えば、好ましい装置は、ネットワークインタフェース、複数の適応マルチモードレイクフィンガ、およびマルチモードプロセッサを備える。複数の適応マルチモードレイクフィンガの各適応マルチモードレイクフィンガは、第1の構成情報(第1の信号、またはパスモード信号)に応答して、パス受信機能モードに構成され、またさらに、第2の構成情報(第2の信号またはサーチモード信号)に応答して、サーチャー機能モードに構成される。マルチモードプロセッサもまた第1の構成情報(第1の信号またはパスモード信号)に応答してパス受信機能モードに構成され、またさらに、第2の構成情報(第2の信号またはサーチモード信号)に応答してサーチャー機能モードに構成される。
【0012】
本発明によれば、マルチモードレイク受信機がシステム捕捉モードであるとき、すべての適応マルチモードレイクフィンガおよびマルチモードプロセッサは、サーチャー機能モードに構成される。トラヒックモードでは、適応マルチモードレイクフィンガの部分集合およびマルチモードプロセッサは、パイロット信号強度および利用可能なマルチパスの数等の要因に応じて、サーチャー機能モードまたはパス受信モードに動的に構成される。アイドルモードでは、適応マルチモードレイクフィンガの部分集合およびマルチモードプロセッサも節電モードに構成することができる。
【0013】
本発明は、好ましくは、潜在的な欠点を最小限に抑えながら、プロセッサ、特定用途向け集積回路(「ASIC」)およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」)の様々な利点を効果的かつ効率的に組み合わせて最大化する新しい形またはタイプの集積回路を利用する。本発明によれば、適応計算エンジン(ACE)と呼ばれ、プロセッサのプログラミング柔軟性、FPGAの組立後の柔軟性、およびASICの高速要素および高利用率要素を提供する、このような新しい形またはタイプの集積回路が開示される。本発明のACE集積回路は再構成が容易であり、リアルタイムで、対応する複数の動作モードを有することが可能であり、さらに、パフォーマンスを増大しながら電力の消費を最小限に抑え、ハンドヘルド装置および他のバッテリ電源装置に使用するなど特定の低電力用途に特に適している。
【0014】
本発明のACEアーキテクチャは、適応性があるのあるまたは再構成可能な計算のために、同種のFPGAユニットではなく、相互接続ネットワークに接続された複数の異種計算素子を含む。複数の異種計算素子は、メモリ、加算、乗算、複素乗算、減算、構成、再構成、制御、入力、出力、および現場でのプログラム可能性等の種々の機能に、固定のアーキテクチャ等の固定の異なるアーキテクチャを有する対応の計算素子を含む。構成情報に応答して、相互接続ネットワークは、線形アルゴリズム演算、非線形アルゴリズム演算、有限状態マシン演算、メモリ演算、およびビットレベル処理を含む複数の異なる機能モードに複数の異種計算素子を構成および再構成するようにリアルタイムで動作可能である。
【0015】
以下にさらに詳細に例示し考察するように、ACEアーキテクチャは単一ICを提供し、この単一ICは、これら固定の特定用途向け計算素子を使用してリアルタイムで構成および再構成することができ、それによって多種多様なタスクを実行する。好ましい実施形態では、ACEアーキテクチャは、(基地局信号およびその利用可能なマルチパスの両方の)マルチパス受信およびサーチに動的に構成および再構成することができる、相関器、位相推定器、および位相補正器等の要素を利用して、複数の適応レイクフィンガを形成する。
【0016】
本発明の他の多くの利点および特徴が、以下の本発明および本発明の実施形態の詳細な説明から、特許請求の範囲から、また添付の図面から容易に明らかになるであろう。
【実施例】
【0017】
本発明は多くの異なる形の実施形態が可能であるが、本開示は本発明の原理の例示とみなされるべきであり、説明される特定の実施形態に本発明を限定する意図がないという了解の下で、詳細な特定の実施形態を図面に示すとともに本明細書において記載する。
【0018】
上に示したように、マルチパス受信機能およびサーチ機能の両方のマルチモード機能についてリアルタイムで動的に最適化可能な、適応性があり再構成可能なレイク受信機を提供する必要性が残っている。このような適応性があり、かつ再構成可能なレイク受信機が本発明により提供され、これは適応計算エンジン(「ACE」)と呼ばれる新しい形の集積回路を利用する。本発明は、サーチまたはマルチパス受信機能のために、随時必要であり得る、相関器、乗算器、復調器、および結合器等の機能ブロック(計算ユニットおよびマトリックス)を形成するようにリアルタイムで構成および再構成することができる複数の固定計算素子を利用する。このような本発明による適応性があり、再構成可能なレイク受信機はまた、電力の消費も最小化し、ハンドヘルド装置および他のバッテリ電源装置での使用など、低電力用途に特に適している。
【0019】
図1は、動的なサーチおよびマルチパス受信のための、本発明による好ましい適応型再構成可能マルチモードレイク受信機50を示すブロック図である。上に述べたように、このようなマルチモードレイク受信機50は、好ましくは、図4ないし図10を参照して以下に詳細に考察するように、ACE装置100の1つまたは複数のマトリックス150(対応する相互接続ネットワークを有する)1つまたは複数のマトリックス150として実施される。本発明の適応マルチモードレイク受信機50は、以下にさらに詳細に考察する、図2に示すようにも実施することができる。本発明によるマルチモードレイク受信機50は、CDMA、cdma2000、およびW−CDMA移動体通信システムまたは他のワイヤレス通信システムの基地局および移動局内など、マルチパス受信およびサーチ機能を必要とする任意の通信システムまたは装置内に含めることができる。
【0020】
図1を参照すると、適応マルチモードレイク受信機50は、ネットワークインタフェース5に動作可能に接続された複数のマルチモードレイクフィンガ20、およびマルチモード処理ユニット30を含む。ネットワークインタフェース5は通常、アンテナ(図1には別個に示されていない)に動作可能に接続され、アナログ/デジタル(A/D)変換、フィルタリング、および他の中間周波数処理等の機能を含み、ベースバンドデジタル入力信号を適応マルチモードレイクフィンガ20に提供する。マルチモード処理ユニット30は、マルチパス(シンボル)結合(31)機能ブロック(デインタリーブおよびチャネルデコードのための出力信号を生成)と、フィンガおよびモード割り振り処理(32)機能ブロック(フィンガパス割り振り信号およびモード構成信号(情報)を生成)(後述のように、レイクフィンガ構成をパス受信機能モードおよびサーチ機能モードのいずれか一方に指示する)とを含む。(説明を容易にするために、図1には、普通なら従来のまたは既知のレイク受信機に含まれ得る他の構成要素を別個に示さない)。
【0021】
これもまた図1に別個に示されないが、図4ないし図10を参照して以下にさらに詳細に考察するように、各マルチモードレイクフィンガ20は概して複数の計算ユニット200を含み、計算ユニット200はさらに複数の固定計算素子250を含む。これら固定計算素子250は、拡散(選択された擬似ノイズ(擬似ランダムノイズまたは「PN」)との乗算および/または直交コードもしくはシーケンス)、相関、位相追跡(推定)、および位相調整(図2に示す)を含むパス受信機能あるいはサーチャー機能を有する計算ユニット200を形成するように、リアルタイムで適応的に構成および再構成することができる。同様に、マルチモード処理ユニット30も、計算ユニット200に構成および再構成することが可能な固定計算素子250からなる。したがって、マルチモード処理ユニット30もまた、パス受信機能またはサーチャー機能に比較的または相対的に重きを置くように、すなわち、図1および図2に示すようにマルチパス結合器31として、またはモードおよびパス割り振りプロセッサ32として構成または再構成される。加えて、これら各種計算素子250はまったく異なる機能に構成および再構成することも可能であり、これについて以下にさらに詳細に考察する。
【0022】
上に示したように、マルチモードレイクフィンガ20はそれぞれ、好ましくは、少なくとも2つの動作モードまたは機能モード、すなわちマルチモードレイクフィンガ20A、20B〜20Mで示すパス受信モードおよびマルチモードレイクフィンガ20N、20P〜20Zで示すサーチモードを有する。以下にさらに詳細に考察するように、マルチモードレイク受信機50が捕捉モードであるか、アイドルモードであるか、それともトラヒックモードであるかに応じて、(複数のマルチモードレイクフィンガ20の)各マルチモードレイクフィンガ20は、特定のレイク受信機機能モード(パス(またはマルチパス)受信モードまたはサーチモード)に構成または再構成することができるか、アイドルまたは非使用モードに保つことができるか、または別の機能全体(すなわち、ACE100内の異なる機能に使用される)に利用することができる。加えて、好ましい実施形態では、1つの適応レイクフィンガ(20Z)が常にサーチャーモードに維持される(ACE100(図4)が対応する通信機能に利用される場合)。これに対応して、マルチモードレイク受信機50が捕捉モードであるか、アイドルモードであるか、それともトラヒックモードであるかに応じて、マルチモード処理ユニット30も対応する構成または再構成を有することになり、計算素子250は、パス受信機能またはサーチャー機能に比較的または相対的な重きを置く、すなわちマルチパス結合器31として、またはモードおよびパス割り振りプロセッサ32として構成または再構成される。したがって、マルチモード処理ユニット30およびマルチモードレイクフィンガ20がパス受信機能およびサーチ機能に構成されると、マルチモードレイク受信機50は、当分野で既知のように動作することができる、すなわち拡散、相関、位相調整、マルチパス結合、マルチパス検出、およびパイロット信号サーチを提供することができる。
【0023】
たとえば、特定のマルチモードレイク受信機50の実施態様が、最大で7つのマルチモードレイクフィンガ20を形成するのに十分な複数の計算素子250、およびマルチモード処理ユニット30での対応する処理に適応するのに十分な複数の計算素子250を有すると仮定することができる。マルチモードレイク受信機50が、特定の場所で電源投入されたばかりであり、サービスプロバイダを見つけようとしているときなど、捕捉モードであるとき、本発明によれば、利用可能なマルチレイクフィンガ20はすべてサーチモードに構成され、利用可能なすべての周波数で利用可能なすべてのPNコードを調べて、十分なパイロット信号強度を有する適した基地局を見つける。これに対応して、捕捉モードの場合、マルチモード処理ユニット30の計算素子250もまた単独で、復調またはマルチパス結合に追加の能力を提供することなく、計算資源およびメモリ資源を適切なPNサーチウィンドウに提供して利用可能な基地局を見つけて優先順位を付けるなどのサーチモードに構成される。したがって、専用ハードウェアが移動局内の1つのサーチャーの形成に利用され、潜在的に許容できない捕捉時間を有する従来技術による実施と比較して、本発明による捕捉モードのマルチモードレイク受信機50は、はるかに高速に、上に述べた実施よりもおよそ7倍高速に進行することができ、より短い時間枠内でより高い信頼性でシステム捕捉を提供することができる。
【0024】
反対に、捕捉に続き、マルチモードレイク受信機50はトラヒックモードに入ることができ、トラヒックモードでは、ユーザが、たとえば全二重音声またはデータ伝送で関与し得る。環境状況および他の状況に応じて、この伝送はかなりのフェージングを受け得るか、または動的に変動する多くのマルチパスを有し得る。これら状況に応じて、構成および再構成を通して計算素子250を割り振り、適切なレベルのマルチパス受信またはパイロットサーチを提供することができる。たとえば、かなりのフェージングであるが利用可能なマルチパスが少ないという状況下、または他のハンドオフ状況下では、マルチモードレイク受信機50の資源を割り振って、より有意なサーチ、ウィンドウ生成、およびパイロット信号追跡能力を提供し、通話断または品質劣化する通話を減らすことができる。また、たとえば、利用可能なマルチパスが多い状況下では、マルチモードレイク受信機50の資源を割り振って、より有意なパス受信能力を提供する(すなわち、比較的より多くの数のマルチモードレイクフィンガ20がパス受信モードに構成され、マルチモード処理ユニット30の資源の比較的より多くの割り振り分がマルチパス結合(31)に構成され)、受信品質が高くなるとともに、システムパフォーマンスが向上する。
【0025】
図2は、本発明による動的なサーチおよびマルチパス受信のための適応型再構成可能マルチモードレイクフィンガ20をさらに詳細に示すブロック図である。図2に示すように、適応マルチモードレイクフィンガ20は、1つ(または複数)の基地局から伝送されたパイロット信号のパイロット相関器21、チャネル(ウォルシュまたは直交コードまたはシーケンス)を決定し選択するためのチャネル(またはトラヒック)相関器22、およびタイミング調整ブロック26内に含まれる相関器(一般に2〜3個)等、複数の相関器を含む。マルチモードレイクフィンガ20は、ダウンサンプラ27、擬似ランダムノイズ(PN)シーケンスおよび直交(ウォルシュ)コードまたはシーケンス発生器25、および他の位相推定または追跡(23)および位相調整または補正(24)機能ブロックも含む。タイミング調整ブロック26は、好ましくは、遅延ロックループとして実施され、チップレートの8倍(8x)のサンプリングレートを使用してチップ期間内でサンプリング時間を微調整し、これがダウンサンプリングブロック(27)に入力され、相関器22へのサンプリングデータ入力を提供する際に使用される。タイミング調整ブロック26はまた、好ましくは、オンタイム(またはリアルタイム)でのパイロットチャネルの逆拡散を実行し、次に逆拡散されたパイロットシンボルが位相推定ブロック23に入力される。(この他に、ここでも説明を容易にするために、図2に別個に示されていない他の構成要素があり得る)。本発明によれば、適応マルチモードレイクフィンガ20は、マルチモードレイクフィンガ20をパス受信モードまたはサーチモードに構成する比較的高位レベル(または概念的)の構成能力の実例であるマルチプレクサ(または他のスイッチ)28も含み得る。例えば、以下にさらに詳細に考察するように、モードおよびパス割り振りプロセッサ32は、第1の(またはパス)モード信号を対応するマルチプレクサ28に送ることによって適応レイクフィンガ20をパス受信モードに構成することができ、また、第2の(またはサーチ)モード信号を対応するマルチプレクサ28に送り、それによって相関器21、相関器22の出力および/またはタイミング調整ブロック26の相関器の出力をモードおよびパス割り振りプロセッサ32(サーチモード)に向けるか、または位相調整器24の出力をマルチパス結合器31(パス受信モード)に向けることによって別の適応レイクフィンガ20をサーチモードに構成することができる。マルチモードレイクフィンガ20のより詳細かつ細かい適応および再構成能力について、図4ないし図10を参照して以下に例示し考察する。
【0026】
図3は、本発明による動的なサーチおよびマルチパス受信の好ましい適応型再構成可能マルチモードレイク受信の方法を示す高位レベルの流れ図である。この方法は開始ステップ55で始まり、マルチモードレイク受信機50が捕捉モードにあるか否かを判定する(ステップ60)。マルチモードレイク受信機50が捕捉モードである場合、この方法はステップ65に進み、マルチモードレイク受信機50をパイロット信号サーチに構成し適合させる。上で考察したように、捕捉モードの好ましい実施形態の場合、すべてのマルチモードレイクフィンガ20およびマルチモードレイク処理ユニット30のすべての資源はサーチモードに構成され、パイロット信号(またはシステム)捕捉時間を最小化し、かつ/または捕捉の信頼性を向上させる。
【0027】
ステップ60においてマルチモードレイク受信機50が捕捉モードではない場合、方法はステップ70に進み、トラヒックモードであるか否かが判定される。マルチモードレイク受信機50がトラヒックモードの場合、方法はステップ75に進み、マルチモードレイク受信機50をトラヒックモードに動的に構成し適合させ、マルチパス受信およびパイロット信号サーチの両方に資源を構成して割り振る。上に述べたように、環境および他の状況に応じて、サーチ機能とマルチパス受信機能とに相対的により多くの、または少ない資源を割り振ることができる。一般に、サーチャー機能モードに構成される適応マルチモードレイクフィンガの数およびパス受信機能モードに構成される適応マルチモードレイクフィンガの数は、パイロット信号相対パワーレベル、識別されたマルチパスの数、識別された基地局の数、受信したトラヒックの信号対雑音比、および受信したトラヒックエラーレートを含むがこれらに限定されない複数のチャネル依存パラメータの1つまたは複数に基づいて動的に決定される。
【0028】
例えば、ハンドオフが差し迫っている場合、比較的より多くのマルチモードレイクフィンガ20(および対応するマルチモード処理ユニット30の資源)をサーチモードに構成することができ、このようなハンドオフ後に、比較的より多くのマルチモードレイクフィンガ20(および対応するマルチモード処理ユニット30の資源)をマルチパス受信および結合に構成することができる。また例えば、利用可能なマルチパスが少数の場合、それに対応して、マルチパス受信および結合に構成するマルチモードレイクフィンガ20(および対応するマルチモード処理ユニット30の資源)の配分を少なくすることができ、比較的より多くの資源がサーチの構成に残され、また逆の場合も同様である。当業者は、様々なフェージング、マルチパスおよび他の環境状況下でこのようなシステムを割り振り提供する多くのアルゴリズムおよび他の割り振り方法が既知であり利用可能であることを認めよう。
【0029】
引き続き図3を参照すると、マルチモードレイク受信機50がステップ60において捕捉モードではなく、ステップ70においてトラヒックモードではない場合、方法はステップ80に進み、マルチモードレイク受信機50をアイドルモードに動的に構成し適合させ、資源を主に断続パイロット信号サーチおよび断続受信ページチェック(パス受信)に構成して割り振る。加えて、資源を節電モードに割り振ることができ、適応レイクフィンガ20およびマルチモードプロセッサ30の資源のいくらかがスリープ、低電力、または電源オフモードに構成される。ステップ65、75、または80の後、方法はステップ60に戻り、本発明による適応型再構成可能マルチモードレイク受信の方法を繰り返し反復する。
【0030】
本発明による動的なサーチおよびマルチパス受信の適応型再構成可能マルチモードレイク受信機50は、多くの利点を提供する。第1に、最も重要なのは、既存のCDMAまたはPCSシステムの場合、限られた資源をマルチパス受信機能とサーチ機能とに動的に割り振ることで、マルチパス受信の向上により伝送品質が高くなる、またサーチ能力の増大および向上により通話断または品質劣化通話が少なくなるなど、何種類かの向上したシステムパフォーマンスが提供される。加えて、cdma2000またはW−CDMA等次世代システムでは、拡散コード長を増大しながら、同時にマルチパス受信用のレイクフィンガの数を増やす必要がある場合があり、これによりサーチおよび相関要件が加わることになる。本発明による限られた資源をマルチパス受信機能とサーチ機能とに動的に割り振ることは特に有用で時期を得たものであり、費用効率的で節電の解決策を提供してパフォーマンスおよび処理能力を上げる要件に対処する。
【0031】
本発明の適応マルチモードレイク受信機50は、専用レイクフィンガ資源の構成および再構成に限定されないことに留意されたい。むしろ、本発明は、集積回路上で現在利用可能であり得る他の追加資源を動的に再構成し割り振ることに拡張されて、現在手元にある問題を解決する。具体的に言えば、マルチパス受信および/またはサーチに利用可能な資源全体の集合を、そのときに利用可能な資源に基づいて、また解決すべき問題の優先度に基づいて、時間の経過に伴って動的に拡張または縮小することができる。例えば、最初に電源が投入されたとき、移動局がシステム捕捉にのみ従事可能である、おそらく、IC資源のうちの20パーセントしか関わっていない場合がある。以下に考察する本発明による好ましいACE実施形態の場合、通常は非レイク機能に関わっている残りの資源(例えば、ICのうちの80パーセント)を一時的にサーチ機能に割り振り構成することができ、その後に他の後続機能に再構成することができる。
【0032】
図4は、本発明による好ましい装置100の実施形態を示すブロック図である。装置100は、本明細書では適応計算エンジン(「ACE」)と呼ばれ、集積回路として、または他のさらなる構成要素を有する集積回路の一部として実施されることが好ましい。(ACE100については、関連出願にも詳細に説明されている)。好ましい実施形態では、またさらに詳細に以下に考察するように、ACE100は、図示のマトリックス150A〜150N等、1つまたは複数の再構成可能マトリックス(またはノード)150と、マトリックス相互接続ネットワーク110と、を含む。また、好ましい実施形態では、また以下に詳細に考察するように、マトリックス150の内の1つまたは複数、例えばマトリックス150Aおよび150Bはコントローラ120として機能するように構成され、別のマトリックスが、例えばマトリックス150Cおよび150Dはメモリ140として機能するように構成される。各種マトリックス150およびマトリックス相互接続ネットワーク110は、数個のノードから何千個ものノードまで拡張可能なフラクタルサブユニットとして一緒に実装してもよい。上に述べたように、好ましい実施形態では、本発明のマルチモードレイク受信機50は、ACE100として、あるいは1つまたは複数のマトリックス150として(対応する相互接続ネットワークとともに)具現される。
【0033】
従来技術からの有意な違いは、ACE100が、再構成可能マトリクス150、コントローラ120、およびメモリ140の間のシグナリングおよび他の伝送、または他の入出力(「I/O」)機能のための従来の(かつ通常は別個の)データ、DMA、ランダムアクセス、構成および指示の各バスを利用しないことである。むしろ、データ、制御、および構成情報は、以下にさらに詳細に考察するように、マトリックス150をコントローラ120として、またメモリ140として構成することを含め、再構成可能マトリックス150間に任意所与の接続を提供するようにリアルタイムで構成および再構成することが可能なマトリックス相互接続ネットワーク110を利用してこれらマトリックス150素子間で伝送される。
【0034】
メモリ140として機能するように構成されたマトリックス150は、計算素子(後述)または固定メモリ素子を利用して任意所望のまたは好ましい方法で実装することができ、また、ACE100内に包含しても、または別のICもしくはICの一部内に組み込んでもよい。好ましい実施形態では、メモリ140はACE100内に含まれ、好ましくは、低電力消費ランダムアクセスメモリ(RAM)である計算素子からなるが、フラッシュ、DRAM、SRAM、MRAM、ROM、EPROM、またはEEPROM等他の任意の形のメモリの計算素子からなってもよい。好ましい実施形態では、メモリ140は、好ましくは、直接メモリアクセス(DAM)エンジンを含むが、これは別個に示されていない。
【0035】
コントローラ120は、好ましくは、適応有限状態マシン、縮小命令セット(「RISC」)プロセッサ、コントローラ、または以下に考察する2つのタイプの機能を実行可能な他のデバイスまたはICとして構成されたマトリックス150Aおよび150Bを使用して実施される。(代替として、これら機能を従来のRISCまたは他のプロセッサを利用して実施することができる)。第1の制御機能は、「カーネル」制御と呼ばれ、マトリックス150Aのカーネル制御(「KARC」)として示され、第2の制御機能は、「マトリックス」制御と呼ばれ、マトリックス150Bのマトリックスコントローラ(「MARC」)として示される。コントローラ120のカーネル機能およびマトリックス制御機能については、各種マトリックス150の構成可能性および再構成可能性を参照して、また本明細書では「シルバーウェア(silverware)」モジュールと呼ぶ、データ、構成および制御情報の好ましい形の組み合わせを参照して以下にさらに詳細に説明する。
【0036】
図4のマトリックス相互接続ネットワーク110、ならびに本明細書では集合的に、また全体的に「相互接続」、「相互連結」または「相互接続ネットワーク」と呼ばれる、図3および図4に別個に示されるこの部分集合の相互接続ネットワーク(ブール相互接続ネットワーク210、データ相互接続ネットワーク240、および相互接続220)は、かなり多様な様式であるが、フィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」)相互接続ネットワークまたはスイッチングハブ等、概して当分野において既知のように実施することができる。好ましい実施形態では、様々な相互接続ネットワークが、例えば米国特許第5,218,240号、米国特許第5,336,950号、米国特許第5,245,227号、および米国特許第5,144,166号に記載されるように、また図7、図8、および図9を参照して以下に考察し図示するように実施される。これら様々な相互接続ネットワークは、コントローラ120と、メモリ140と、各種マトリックス150と、以下考察する計算ユニット200および計算素子250との間に選択可能な(または切換可能な)接続を提供し、それによって本明細書では全体的に「構成情報」と呼ばれる構成シグナリングに応答して、またこの制御下で、本明細書にて言及する構成および再構成に物理的なベースを提供する。加えて、各種相互接続ネットワーク(110、210、240、および220)は、任意の形の従来のすなわち別個の入力/出力バス、データバス、DMA、RAM、構成および命令バスの代わりに、コントローラ120と、メモリ140と、各種マトリックス150と、計算ユニット200および計算素子250との間に選択可能または切換可能なデータ、入力、出力、制御、および構成の各パスを提供する。
【0037】
しかし、各種相互接続ネットワーク(110、210、240、および220)の、またはこれら内の任意所与の切換または選択動作は、当分野にて既知のように実施することができるが、本発明による各種相互接続ネットワーク(110、210、240、および220)の設計およびレイアウトは、以下にさらに詳細に考察するように新しく新規のものであることに注意されたい。例えば、以下考察する様々なレベルのマトリックス150、計算ユニット220、および計算素子250に対応して、様々なレベルの相互接続が提供される。マトリックス150レベルでは、従来技術によるFPGA相互接続と比較して、マトリックス相互接続ネットワーク110ははるかに制限されており、「豊富さ」に劣り、所与のエリアでの接続能力が低く、それによって静電容量を低減するとともに動作速度を上げる。しかし、特定のマトリックス150または計算ユニット200内では、相互接続ネットワーク(210、220、および240)ははるかに密かつ豊富であることができ、それによって狭いまたは近い参照局所性でより高い適応能力および再構成能力を提供する。
【0038】
各種マトリックスまたはノード150は再構成可能であるとともに異種であり、すなわち、概して、また所望の条件に応じて、再構成可能マトリックス150Aは概して再構成マトリックス150B〜150Nと異なり、再構成可能マトリックス150Bは概して再構成可能マトリックス150Aおよび150B、および150D〜150Nと異なり、再構成可能マトリックス150Cは概して再構成可能マトリックス150A、150B〜150Nと異なり、以下同様である。図3および図4を参照して以下にさらに詳細に考察するように、各種再構成可能マトリックス150のそれぞれは概して、異なるまたは様々に混じった適応型再構成可能計算(または演算)ユニット(200)を含み、そして計算ユニット200は概して、異なるまたは様々に混じった固定の特定用途向け計算素子(250)を含み、これらは各種相互接続ネットワークを通して各種機能を実行するように各種方法で適応して接続され、構成および再構成され得る。各種内部構成および再構成に加えて、各種マトリックス150は高位レベルにおいて、マトリックス相互接続ネットワーク110を通してその他のマトリックス150のそれぞれに関して接続、構成、および再構成することができ、これについてもさらに詳細に以下に考察する。
【0039】
いくつかの異なる、洞察に満ちた新規の概念が本発明のACE100のアーキテクチャ内に組み込まれており、これは、ACE100のリアルタイム動作およびそれに固有の利点に有用で説明的な基礎を提供する。
【0040】
本発明の第1の新規の概念は、対応する乗算、複素乗算、および加算機能を最適に実行するようにそれぞれ設計された複数の乗算器、複素乗算器、および加算器等、マトリックス150の計算ユニット200(図3)内のこういった特定用途向け、専用、または固定のハードウェアユニット(計算素子250)内に含める特定用途向け、専用、または固定のハードウェアユニット(計算素子250)の適応的かつ再構成可能な使用、および加速のために特定の機能の選択に関わる。好ましい実施形態では、低電力消費に関してACE100を最適化すべき場合、電力消費に基づいて加速機能が選択される。例えば、移動体通信等、所与の用途では、対応するC(C+またはC++)または他のコードを、電力消費に関して解析することができる。このような経験的な解析により、例えば、かかるノードのほんの一部、例えば10%等が、実行されると実際には動作電力の90%を消費していることが明らかになる場合がある。本発明によれば、このような電力使用に基づいて、コードのこのほんの一部が、特定タイプの再構成可能マトリックス150内の加速に選択され、残りのコードは、例えば、コントローラ120として構成されるマトリックス150内で実行するように適合される。加速用にコードをさらに選択することができ、これによりACE100の電力消費が、設計または動作の複雑性に起因する任意の潜在的なトレードオフまで最適化される。加えて、図5に関連して考察するように、有限状態マシンとして構成されている場合は、マトリックス150内で制御コード等の他の機能を加速することができる。
【0041】
これもまた上に示したように、本発明のマルチモードレイク受信機50の場合、好ましい実施形態では、拡散、タップ付き遅延線、PN発生器、相関器、および他の復調機能のための乗算器および複素乗算器等、各種固定の特定用途向け計算素子250を利用することができる。そして、様々なレベルの相互接続を通して、対応するアルゴリズムが固定計算素子(250)の構成および再構成を通して随時実施される、すなわち、効率について最適化され構成されているハードウェア内で実施される。すなわち、特定のアルゴリズムの実行に最適化された「マシン」がリアルタイムで構成される。
【0042】
本発明の次の、そしておそらく最も重要な概念および従来技術の概念および教示との著しい違いは、上に述べた被選択各種アルゴリズムを実施する際に利用される再構成可能な「異種性」という概念である。関連出願に示されるように、従来技術による再構成可能性は専ら同種のFPGAに頼っており、この場合、同一の論理ゲートブロックが豊富なプログラマブル相互接続内でアレイとして繰り返され、その後、相互接続が同一ゲート間に接続を提供して特定の機能を実施するが、これは非効率的であるとともに多くの場合はルーティングおよび計算問題が伴う。これとはまったく対照的に、本発明によれば、計算ユニット200内で、異なる計算素子(250)が、専用乗算器、複素乗算器、および加算器等の、対応して異なる固定(または専用の)特定用途向けハードウェアとして直接実施される。そして、相互接続(210および220)を利用して、これら異なる異種の計算素子(250)を、移動体通信で利用されることの多い離散コサイン変換の実行等、選択されたアルゴリズムを実行するようにリアルタイムで適応的に構成することができる。したがって、本発明によれば、異なる(「異種の」)計算素子(250)が、所与のアルゴリズムまたは他の機能を最適に実行するように随時構成および再構成される。加えて、繰り返される機能の場合、計算素子の所与のインスタンス化または構成を、時間の経過に伴ってそのままにする、すなわちこのような繰り返し計算の過程全体を通して変更しないこともできる。
【0043】
ACE100のアーキテクチャの時間的な性質についても留意すべきである。任意所与の瞬間に、異なるレベルの相互接続(110、210、240、および220)を利用して、パイロット信号サーチの実施等、所与の機能を実行する、または特定のアルゴリズムを実施するように最適化されている特定の構成がACE100内に存在し得る。別の瞬間に、マルチパス受信等の別の機能またはアルゴリズムを実行するため、この構成が、他の計算素子(250)を相互接続するように、または同じ計算素子250を別様に接続するように変更され得る。この時間的な再構成可能性から、2つの重要な特徴が生じる。第1に、アルゴリズムが時間の経過に伴い、例えば新しい技術規格を実施するように変更可能なため、ACE100は共進化し、新しいアルゴリズムを実施するように再構成することができる。第2に、計算素子は所与のアルゴリズムのインスタンス化としてある瞬間に相互接続され、またそして別の瞬間に別のアルゴリズムを実行するように再構成されるため、異なるアルゴリズム、ゲート(またはトランジスタ)の利用が最大化され、それによってそれぞれのアクティビティファクター(activity factor)に関して最も効率的なASICよりもはるかに良いパフォーマンスが提供される。
【0044】
異なる各種アルゴリズムを実行するための、計算素子250のこの時間的再構成可能性は、一方では構成および再構成と、他方ではプログラミングまたは再プログラム可能性との間の、本明細書において利用される概念的な相違点も示す。典型的なプログラム可能性は、事前に存在する関数群または関数セットを利用し、これらを様々な順序で経時にわたって呼び出して特定のアルゴリズムを実行することができる。対照的に、本明細書において使用される構成可能性および再構成可能性には、それまでは利用できなかった、または存在していなかった新しい機能を追加または作成する能力がさらに含まれる。
【0045】
次に、本発明は、1つの効果的に連続した情報ストリーム内でデータと構成(または他の制御)情報との密結合(または交互嵌合)も利用する。データと構成情報とのこの結合または混合は、「シルバーウェア」モジュールと呼ばれ、別の第2の関連特許出願の主題である。しかし、本発明の目的としては、データと構成情報との1つの情報(またはビット)ストリームへのこの結合が、従来技術によるハードウェア相互接続の複数の重なったネットワークを必要とせずに(多くの場合は使用されない)、ACE100のリアルタイムでの再構成可能性に役立つことに留意することで十分である。例えば、類推として、特定の第1の時間期間における特定の第1の構成の計算素子は、その第1の時間期間中または後に対応するアルゴリズムを実行するハードウェアとして、同じアルゴリズムを実行可能な、ソフトウェア中の「呼び出し」サブルーチンに類似するハードウェアとして見る、または概念化することができる。したがって、計算素子の構成が、構成情報により指示されて発生する(すなわち実施される)と、そのアルゴリズムで使用されるデータは、シルバーウェアモジュールの一部としてすぐに利用することができる。そして、同じ計算素子を、第2の時間期間中に、第2の構成情報によって指示されるように、これもまたすぐに利用できるデータを利用して第2の異なるアルゴリズムを実行するように再構成することができる。構成された計算素子で使用する際のデータの即時性により、メモリアドレスを決定し、格納されているデータをアドレス指定されたレジスタからフェッチする複数かつ別個のソフトウェアステップに類似する1つまたは2つのクロックサイクルハードウェアが提供される。これにより、構成された計算素子が比較して少ないクロックサイクルで、従来のマイクロプロセッサまたはDSPにサブルーチンとして呼び出される場合は、実行に何桁も多くのクロックサイクルを必要とし得るアルゴリズムを実行することができるため、さらなる効率性が得られる。
【0046】
データおよび構成情報の混合としてこのシルバーウェアモジュールを使用することは、複数の異種で固定の計算素子250の適応性があり異なる異種の計算ユニット200およびマトリックス150を形成するリアルタイムの再構成可能性と併せて、ACE100のアーキテクチャに複数の異なる動作モードを持たせることを可能にする。例えば、ハンドヘルド装置内に含められる場合、対応するシルバーウェアモジュールが与えられていれば、ACE100は、セルラ方式または他の携帯電話、音楽プレーヤ、ページャ、個人情報端末、および他の新しいもしくは既存の機能等様々な異なる動作モードを有することができる。加えて、装置の物理的な場所に基づいて、これら動作モードを変更することができ、例えば、米国内で使用するCDMA携帯電話として構成されている場合、ACE100を欧州で使用するGSM携帯電話として構成することができる。
【0047】
再び図4を参照して、コントローラ120(好ましくは、有限状態マシンとして構成されたマトリックス(KARC)150Aおよびマトリックス(MARC)150B)の機能についてシルバーウェアモジュール、すなわち単一の情報ストリーム内のデータおよび構成情報の密結合を参照して、複数の潜在的な動作モードを参照して、再構成可能マトリックス150を参照して、また図3に示す再構成可能計算ユニット200および計算素子150を参照して説明することができる。上に示したように、シルバーウェアモジュールを通して、ACE100は、新しい技術標準へのアップグレードまたはまったく新しい機能の追加、例えば移動体通信装置への音楽機能の追加等、新しいまたは追加の機能を実行するように構成または再構成することができる。このようなシルバーウェアモジュールは、メモリ140のマトリックス150に格納してもよく、または例えば、マトリックス相互接続ネットワーク110を通して外部(有線および無線)ソースから入力してもよい。好ましい実施形態では、複数のマトリックス150のうちの1つが、セキュリティ目的のためにこのようなモジュールを解読し、その有効性を確認するように構成される。次に、既存のACE100資源をいずれも構成または再構成する前に、コントローラ120は、マトリックス(KARC)150Aを通して、すでに存在しているいずれの機能にも悪影響を及ぼすことなく、構成または再構成を行うことができること、例えば音楽機能の追加がすでに存在している移動体通信機能に悪影響を及ぼすか否か等、をチェックして確認する。好ましい実施形態では、このような構成または再構成のシステム要件はシルバーウェアモジュール内に含められ、この評価機能を実行する際にマトリックス(KARC)150Aによって使用される。このような悪影響なしで構成または再構成を行うことができる場合、シルバーウェアモジュールをメモリ140のマトリックス150内にロードすることが許され、マトリックス(KARC)150Aが、メモリ140のマトリックス150Cおよび150D内のDMAエンジン(または従来のメモリの他のスタンドアロンDMAエンジン)をセットアップする。構成または再構成がこのような悪影響を有する、または有し得る場合、マトリックス(KARC)150Aは、新しいモジュールをACE100内に組み込むことを許可しない。
【0048】
引き続き図4を参照して、マトリックス(MARC)150Bは、各種計算素子250および計算ユニット200の任意の構成または再構成を任意の対応する入力データおよび出力データと同期させるように、マトリックス150の資源のスケジューリングおよび任意の対応するデータのタイミングを管理する。好ましい実施形態では、タイミング情報もシルバーウェアモジュール内に含まれ、マトリックス(MARC)150Bが各種相互接続ネットワークを通して時間通りに、対応するデータが各種再構成後の計算ユニット200のいずれの入力にも現れる前に再構成が行われるように時を違えず、好ましくはちょうどよいときに各種マトリックス150の再構成を指示することができる。加えて、マトリックス(MARC)150Bは、各種マトリックス150のうちの任意のマトリックス150内で加速されていない任意の残留処理も実行することができる。したがって、マトリックス(MARC)150Bは、マトリックス150、計算ユニット200、および計算素子250の構成および再構成を、これら各種再構成ハードウェアユニットによって利用される任意の対応するデータと同期させてリアルタイムで「呼び出す」とともに、任意の残留または他の制御処理を実行する制御ユニットと見ることができる。他のマトリックス150はこの制御機能も含むことができ、任意所与のマトリックス150が他のマトリックス150の構成および再構成を呼び出す、また制御することが可能である。
【0049】
図5は、複数の計算ユニット200(計算ユニット200A〜200Nとして示す)および複数の計算素子250(計算素子250A〜250Zとして示す)を備え、好ましいタイプの計算素子250のさらなる実例および本発明の有用なまとめを提供する再構成マトリックス150をさらに詳細に示すブロック図である。図5に示すように、任意のマトリックス150は概して、マトリックスコントローラ230と、複数の計算(または演算)ユニット200と、マトリックス相互接続ネットワーク110の論理的または概念的な部分集合または一部として、データ相互接続ネットワーク240およびブール相互接続ネットワーク210と、を備える。上に述べたように、好ましい実施形態では、ACE100アーキテクチャ内の「深さ」が増すにつれて、相互接続ネットワークはますます豊富になり、適応可能性および再構成のレベルが増す。上にも述べたように、ブール相互接続ネットワーク210は、各種計算ユニット200間に再構成およびデータ相互接続能力を提供するともに、好ましくは小さい(すなわち、数ビットのみの幅)が、データ相互接続ネットワーク240は、各種計算ユニット200間のデータの入出力について再構成およびデータ相互接続能力を提供するとともに、好ましくは比較的大きい(すなわち、多数ビット幅)。しかし、概念的に再構成およびデータ能力に分けられるが、マトリックス相互接続ネットワーク110の任意所与の物理部分は、随時、ブール相互接続ネットワーク210、データ相互接続ネットワーク240、最下位レベル相互接続220(各種計算素子250間で)、あるいは他の入力、出力、もしくは接続機能として動作することができることに留意されたい。
【0050】
引き続き図5を参照して、計算ユニット200内には、計算素子250A〜250Z(個々に、また集合的に計算素子250と呼ばれる)として示される複数の計算素子250と、追加の相互接続220と、が含められる。相互接続220は、再構成可能な相互接続能力および入力/出力パスを各種計算素子250間に提供する。上に示したように、各種計算素子250のそれぞれは、所与のタスクまたはある範囲のタスクを実行するように設計された専用の特定用途向けハードウェアからなり、複数の異なる固定計算素子250になる。相互接続220を利用して、固定計算素子250を再構成可能なように一緒に接続して適応性のある可変計算ユニット200にすることができ、これをさらに再構成し相互接続し、相互接続220、ブールネットワーク210、およびマトリックス相互接続ネットワーク110を利用して、上で考察したパイロット信号サーチまたはマルチパス受信および結合等のアルゴリズムまたは他の機能を随時実行することができる。
【0051】
好ましい実施形態では、各種計算素子250は、各種適応型再構成可能計算ユニット200(例えば、図5Aないし図9に示すように)構成され一緒にグループ化される。乗算、相関、または加算等、特定のアルゴリズムまたは機能を実行するように設計された計算素子250に加えて、好ましい実施形態では、他のタイプの計算素子250も利用される。図3に示すように、計算素子250Aおよび250Bはメモリを実施して、任意所与の計算または処理機能に(より「リモート」なメモリ140と比較して)ローカルなメモリ素子を提供する。加えて、計算素子250I、250J、250K、および250Lは、有限状態マシンを実施する(例えば、図7、図8、および図9に示す計算素子を使用して)ように構成されて、特に複雑な制御処理に適した(より「リモート」なマトリックス(MARC)150Bと比較して)ローカルな処理能力を提供する。
【0052】
利用可能であり得る各種タイプの異なる計算素子250を使用して、ACE100の所望の機能に応じて、計算ユニット200を大まかに分類することができる。第1の分類の計算ユニット200は、乗算、加算、有限インパルス応答フィルタリング等々(例えば、図7を参照して以下に示すように)線形演算を実行する計算素子250を含む。第2の分類の計算ユニット200は、離散コサイン変換、三角関数計算、および複素乗算等、非線形演算を実行する計算素子250を含む。第3のタイプの計算ユニット200は、複雑な制御シーケンス、動的スケジューリング、および入力/出力管理等に特に有用な、図5に示し、図7ないし図9に関連して以下にさらに詳細に示す計算ユニット200C等の有限状態マシンを実施し、第4のタイプは、図4に示す計算ユニット200A等のメモリおよびメモリ管理を実施し得る。最後に、暗号化、解読、チャネル符号化、ビタビ復号化、ならびにパケットおよびプロトコル処理(インターネットプロトコル処理等)等のビットレベル処理を実行する第5のタイプの計算ユニット200を含めることができる。
【0053】
好ましい実施形態では、他のマトリックスまたはノード150からの制御に加えて、マトリックスコントローラ230も任意所与のマトリックス150内に含めることができ、それによってまた、任意の再構成プロセスおよび任意の対応するデータ処理のより高い参照局所性および制御が提供される。例えば、計算素子250の再構成が任意所与の計算ユニット250内で行われると、マトリックスコントローラ230は、その特定のインスタンス化(または構成)が特定の時間期間中、そのままの状態であり、例えば、所与のアプリケーションの反復データ処理を続けるように指示することができる。
【0054】
図6は、本発明による、再構成可能マトリックス150の例示的なまたは代表的な計算ユニット200をさらに詳細に示すブロック図である。図6に示すように、計算ユニット200は通常、複数の多様な異種固定計算素子250、例えば複数のメモリ計算素子250Aおよび250B、ならびに計算ユニット(「CU」)コア260を形成する複数のアルゴリズム的または有限状態マシン計算素子250C〜250K、を含む。上で考察したように、複数の多様な計算素子250の各計算素子250は、加算または乗算等、特定の機能またはアルゴリズムを実行するように構成されるとともに、これに対応するロジックゲートレイアウトを有する固定または専用の特定用途向け回路である。加えて、各種メモリ計算素子250Aおよび250Bは、RAM(有意な深さを有する)または1もしくは2ビットの深さを有するレジスタ等、様々なビット深さで実施することができる。
【0055】
概念的データおよびブール相互接続ネットワーク240および210それぞれを形成するため、例示的な計算ユニット200は、複数の入力マルチプレクサ280、複数の入力ライン(またはワイヤ)281、およびCUコア260の出力用としての(ラインまたはワイヤ270として示される)複数の出力デマルチプレクサ285および290、ならびに複数の出力ライン(またはワイヤ)291も含む。入力マルチプレクサ280を通して、適当な入力ライン281を、データ変換ならびに構成および相互接続プロセスに使用する入力として選択することができ、出力デマルチプレクサ285および290を通して、1つの出力または複数の出力を選択された出力ライン291上に配置することができ、これもまたさらなるデータ変換ならびに構成および相互接続プロセスに使用される。
【0056】
好ましい実施形態では、各種入力および出力ライン281および291の選択、ならびに相互接続(210、220、および240)を通しての各種接続の作成は、以下に考察するように計算ユニットコントローラ255からの制御ビット265の制御下にある。これら制御ビット265に基づいて、各種入力イネーブル251、入力選択252、出力選択253、MUX選択254、DEMUXイネーブル256、DEMUX選択257、およびDEMUX出力選択258のいずれもアクティブ化または非アクティブ化することができる。
【0057】
例示的な計算ユニット200は、制御ビット265を通して、各計算素子250、相互接続(210、220、および240)、および他の素子(上)がクロックサイクル毎に何をするかを制御する計算ユニットコントローラ255を含む。別個に示していないが、相互接続(210、220、および240)を通して、各種制御ビット265は、必要であり得るときに、各種入力イネーブル251、入力選択252、出力選択253、MUX選択254、DEMUXイネーブル256、DEMUX選択257、およびDEMUX出力選択258等、計算ユニット200の各種部分に配られる。CUコントローラ295は、制御(または構成)情報を受け取り、また状態情報を伝送するための1つまたは複数のライン295も含む。
【0058】
上に述べたように、相互接続は、上に述べたように様々なビット幅のデータ相互接続ネットワーク240およびブール相互接続ネットワーク210という概念的な区分を含み得る。概して、(幅広の)データ相互接続ネットワーク240が、構成可能かつ再構成可能な接続の作成、データおよび構成情報の対応するルーティングに利用される。(幅狭の)ブール相互接続ネットワーク210は、構成可能かつ再構成可能な接続の作成にも利用されるが、各種データフローグラフのロジック(またはブール)判定の制御、かかるDFGでの判定ノードの生成に利用され、かかるDFG内のデータルーティングにも使用することができる。
【0059】
図7は、本発明による、複数の異なる固定計算素子を有する例示的な好ましい多機能適応計算ユニット500を詳細に示すブロック図である。本発明に従って構成された場合、適応計算ユニット500は関連出願にて考察される多種多様な機能、例えば有限インパルス応答フィルタ、高速フーリエ変換、および離散コサイン変換等の他の機能を実行する。図示のように、この多機能適応計算ユニット500は、入力メモリ520、データメモリ525、レジスタ530(レジスタ530A〜530Qとして示される)、乗算器540(乗算器540A〜540Dとして示される)、加算器545、第1の論理演算装置(ALU)550(ALU_1 550A〜550Dとして示される)、第2の論理演算装置(ALU)555(ALU_2 555A〜555Dとして示される)、およびパイプライン(長さ1)レジスタ560を含む複数の固定計算素子を複数に構成する能力を含み、入力505、ライン515、出力570、およびマルチプレクサ(MUXまたはMX)510(MUXおよびMX510A〜510KKとして示される)が相互接続ネットワーク(210、220、および240)を形成する。2つの異なるALU550および555は、例えば並列加算および減算演算に利用されることが好ましく、離散コサイン変換での二進演算に特に有用である。
【0060】
図8は、本発明による、複数の固定計算素子を有する好ましい適応ロジックプロセッサ(ALP)計算ユニット600を詳細に示すブロック図である。ALP600はかなり高い適応性を有し、好ましくは、入力/出力構成、有限状態マシンの実施、汎用的な現場でのプログラム可能性、およびビット処理に利用される。ALP600の固定計算素子は、図10には別個に示される、複数の適応コアセル(CC)610(図9)のそれぞれの一部(650)である。相互接続ネットワーク(210、220、および240)は、複数の垂直入力(VI)615、垂直中継器(VR)620、垂直出力(VO)625、水平中継器(HR)630、水平終端器(HT)635、および水平コントローラ(HC)640を様々に組み合わせたもの、また並べ替えたものから形成される。
【0061】
図9は、本発明による、固定計算素子650を有する適応ロジックプロセッサ計算ユニット600の好ましいコアセル610をさらに詳細に示すブロック図である。固定計算素子は、図10に別個に示される3入力−2出力関数発生器550である。好ましいコアセル610は、制御ロジック655、制御入力665、制御出力670(出力相互接続を提供)、出力675、および入力(相互接続MUXを有する)660(入力相互接続を提供)も含む。
【0062】
図10は、本発明による、適応ロジックプロセッサ計算ユニット600のコアセル610の好ましい固定計算素子650をさらに詳細に示すブロック図である。固定計算素子650は、固定レイアウトの複数の排他的NOR(XNOR)ゲート680、NORゲート685、NANDゲート690、および排他的OR(XOR)ゲート695からなり、3つの入力720および2つの出力710を有する。構成および相互接続は、MUX705および相互接続入力730を通して提供される。
【0063】
上の考察から明らかであり得るように、異種の計算ユニット(200)を形成するように構成および再構成可能であり、またさらに異種のマトリックス150を形成するように構成および再構成可能なこの複数の固定で異種の計算素子(250)の使用は、様々なレベルの相互接続(110、210、240、および220)を通して、適応計算アーキテクチャと呼ぶことのできるまったく新しいクラスまたはカテゴリの集積回路が作成される。本発明の適応計算アーキテクチャは、FPGA、ASIC、またはプロセッサの範疇またはカテゴリ内では、概念の観点または名称の観点から適宜特徴付けることができないことに留意されたい。例えば、適応計算アーキテクチャは同一論理装置のアレイも、より単純には任意の種類の反復アレイも含まないため、適応計算アーキテクチャの非FPGA特徴が速やかに認められる。また、例えば、適応計算アーキテクチャは特定用途向けではなく、複数の機能モードを提供し、リアルタイムで再構成可能であるため、適応計算アーキテクチャの非ASIC特徴も速やかに認められる。例を続けると、適応計算アーキテクチャは、命令の実行に焦点を合わせ、データ処理が副産物として行われるのではなく、直接データに対して働くように構成されるため、適応計算アーキテクチャの非プロセッサ特徴が速やかに認められる。
【0064】
本発明のさらなる追加の利点が当業者にさらに明らかになろう。本発明のACE100アーキテクチャは、潜在的な欠点を最小限に抑えながら、プロセッサ、ASICおよびFPGAの様々な利点を効果的かつ効率的に組み合わせて最大化する。ACE100は、プロセッサのプログラミング柔軟性、FPGAの組立後柔軟性、およびASICの高速要素および高利用率要素を含む。ACE100は、リアルタイムで容易に再構成可能であり、対応する複数の動作モードを有することが可能である。加えて、再構成可能加速に特定の機能を選択することにより、ACE100は電力の消費を最小限に抑え、ハンドヘルド装置および他のバッテリ電源装置に使用するなど低電力消費に適している。
【0065】
本発明による動的なサーチおよびマルチパス受信の適応型再構成可能マルチモードレイク受信機50は、さらに多くの利点を提供する。限られた計算素子資源をマルチパス受信機能とサーチ機能とに動的に割り振ることで、マルチパス受信の向上により伝送品質が高くなる、またサーチ能力の増大および向上により通話断または品質劣化通話が少なくなるなど、数種類かの向上したシステムパフォーマンスが提供される。加えて、拡散コード長を増大しながら、同時にマルチパス受信用のレイクフィンガの数を増やす必要がある場合があり、これによりサーチおよび相関要件が加わることになる3GまたはCDMA2000等の次世代システムには、本発明による限られた計算素子資源をマルチパス受信機能とサーチ機能とに動的に割り振ることは特に有用で時期を得たものであり、費用効率的で節電の解決策を提供してパフォーマンスおよび処理能力を上げる要件に対処する。
【0066】
上記から、本発明の新規概念の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および変更を行い得ることが観察されよう。本明細書に示した特定の方法および装置に関しての限定を意図していない、またはそのように推論すべきではないことを理解されたい。もちろん、併記の特許請求の範囲により、特許請求の範囲内にあるこのような変更がすべてを網羅することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】動的なサーチおよびマルチパス受信のための、本発明による好ましい適応型再構成可能マルチモードレイク受信機を示すブロック図である。
【図2】動的なサーチおよびマルチパス受信のための、本発明による適応型再構成可能マルチモードレイクフィンガを示すブロック図である。
【図3】動的なサーチおよびマルチパス受信のための、本発明による好ましい適応型再構成可能マルチモードレイク受信の方法を示す流れ図である。
【図4】本発明による好ましい適応計算エンジン(ACE)の実施形態を示すブロック図である。
【図5】本発明による再構成可能マトリックス、複数の計算ユニット、および複数の計算素子を示すブロック図である。
【図6】本発明による再構成可能マトリックスの計算ユニットをさらに詳細に示すブロック図である。
【図7】複数の異なる固定の計算素子を有する、本発明による好ましい多機能適応計算ユニットを詳細に示すブロック図である。
【図7A】複数の異なる固定の計算素子を有する、本発明による好ましい多機能適応計算ユニットを詳細に示すブロック図である。
【図7B】複数の異なる固定の計算素子を有する、本発明による好ましい多機能適応計算ユニットを詳細に示すブロック図である。
【図7C】複数の異なる固定の計算素子を有する、本発明による好ましい多機能適応計算ユニットを詳細に示すブロック図である。
【図7D】複数の異なる固定の計算素子を有する、本発明による好ましい多機能適応計算ユニットを詳細に示すブロック図である。
【図8】複数の固定の計算素子を有する、本発明による好ましい適応ロジックプロセッサ計算ユニットを詳細に示すブロック図である。
【図9】本発明による、固定計算素子を有する適応ロジックプロセッサ計算ユニットの好ましいコアセルをさらに詳細に示すブロック図である。
【図10】本発明による、適応ロジックプロセッサ計算ユニットのコアセルの好ましい固定計算素子をさらに詳細に示すブロック図である。
Claims (50)
- ネットワークインタフェースと、
該ネットワークインタフェースに動作可能に接続された複数の適応マルチモードレイクフィンガであって、該複数の適応マルチモードレイクフィンガの各適応マルチモードレイクフィンガは、第1のモード信号に応答してパス受信機能モードに構成され、またさらに第2のモード信号に応答してサーチャー機能モードに構成される、該複数の適応マルチモードレイクフィンガと、
該複数の適応マルチモードレイクフィンガに動作可能に接続されたマルチモードプロセッサであって、前記第1のモード信号に応答して前記パス受信機能モードに構成され、またさらに前記第2のモード信号に応答して前記サーチャー機能モードに構成される、該マルチモードプロセッサと、
を備えるマルチモードレイク受信機。 - 捕捉モードの場合、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガのすべての適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサは前記サーチャー機能モードに構成される、請求項1記載のマルチモードレイク受信機。
- トラヒックモードの場合、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成される、請求項1記載のマルチモードレイク受信機。 - パス受信機能モードに構成される前記第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、前記サーチャー機能モードに構成されたときの前記第1の部分集合のマルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの前記第1の部分によって決まるマルチパスの数に対応する、請求項3記載のマルチモードレイク受信機。
- 前記サーチャー機能モードに構成される前記第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記パス受信機能モードに構成される第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、複数のチャネル依存パラメータから選択される少なくとも1つのチャネル依存パラメータに基づいて動的に決定され、前記複数のチャネル依存パラメータは、パイロット信号相対パワーレベル、識別されたマルチパスの数、識別された基地局の数、受信したトラヒックの信号対雑音比、および受信したトラックのエラーレートを含む、請求項3記載のマルチモードレイク受信機。
- アイドルモードの場合、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第3の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの第3の部分は、比較的低電力消費に構成される、請求項1記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記複数の適応マルチモードレイクフィンガは、
第1の計算素子および第2の計算素子を含む複数の異種計算素子をさらに備え、前記第1の計算素子は第1の固定アーキテクチャを有し、前記第2の計算素子は第2の固定アーキテクチャを有し、前記第1の固定アーキテクチャは前記第2の固定アーキテクチャと異なる、請求項1記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記複数の適応マルチモードレイクフィンガは、
前記複数の異種計算素子に接続された相互接続ネットワークをさらに備え、該相互接続ネットワークは、第1の構成情報に応答して前記複数の異種計算素子を前記パス受信機能モードに構成するように動作し、またさらに、第2の構成情報に応答して前記複数の異種計算素子を前記サーチャー機能モードに再構成するように動作する、請求項7記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記複数の異種計算素子は、
擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器と、
該擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器に動作可能に接続されたタイミング調整器と、
前記擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器に動作可能に接続されたパイロット信号相関器と、
該パイロット信号相関器に動作可能に接続された位相推定器と、
前記擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器ならびに前記タイミング調整器に動作可能に接続されたチャネル相関器と、
該チャネル相関器に動作可能に接続された位相調整器と、
をさらに備える、請求項7記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記タイミング調整器からの第1の出力、前記パイロット信号相関器からの第2の出力、前記チャネル相関器からの第3の出力、および前記位相調整器からの第4の出力を含む複数の出力がさらに動作可能にマルチプレクサに接続され、該マルチプレクサは、前記第1の構成情報に応答して前記複数の出力から前記第4の出力を選択し、それによって前記パス受信機能モードを提供し、また、前記第2の構成情報に応答して前記複数の出力から前記第1の出力、前記第2の出力、および前記第3の出力を選択し、それによって前記サーチャー機能モードを提供する、請求項9記載のマルチモードレイク受信機。
- 前記第1の固定アーキテクチャおよび前記第2の固定アーキテクチャは、複数の特定のアーキテクチャから選択され、該複数の特定のアーキテクチャは、メモリ、加算、乗算、複素乗算、減算、構成、再構成、制御、入力、出力、および現場でのプログラム可能性の各機能を含む、請求項7記載のマルチモードレイク受信機。
- 前記マルチモードプロセッサは、
第1の計算素子および第2の計算素子を含む複数の異種計算素子をさらに備え、前記第1の計算素子は第1の固定アーキテクチャを有し、前記第2の計算素子は第2の固定アーキテクチャを有し、前記第1の固定アーキテクチャは前記第2の固定アーキテクチャと異なる、請求項1記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記マルチモードプロセッサは、
前記複数の異種計算素子に接続された相互接続ネットワークをさらに備え、該相互接続ネットワークは、前記第1の構成情報に応答して前記複数の異種計算素子を前記パス受信機能モードに構成するように動作し、またさらに、第2の構成情報に応答して前記複数の異種計算素子を前記サーチャー機能モードに再構成するように動作する、請求項12記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記複数の異種計算素子は、
マルチパス結合器と、
モードおよびパス割り振りプロセッサと、
をさらに備える、請求項12記載のマルチモードレイク受信機。 - 前記第1の固定アーキテクチャおよび前記第2の固定アーキテクチャは、複数の特定のアーキテクチャから選択され、該複数の特定のアーキテクチャは、メモリ、加算、乗算、複素乗算、減算、構成、再構成、制御、入力、出力、および現場でのプログラム可能性の各機能を含む、請求項12記載のマルチモードレイク受信機。
- 移動局内に組み入れられる請求項1記載のマルチモードレイク受信機。
- 基地局内に組み入れられる請求項1記載のマルチモードレイク受信機。
- 第1の計算素子および第2の計算素子を含む複数の異種計算素子であって、前記第1の計算素子は第1の固定アーキテクチャを有し、前記第2の計算素子は第2の固定アーキテクチャを有し、前記第1の固定アーキテクチャは前記第2の固定アーキテクチャと異なる、該複数の異種計算素子と、
該複数の異種計算素子に接続された相互接続ネットワークであって、第1の構成情報に応答して前記複数の異種計算素子をマルチパス受信機能モードに構成するように動作し、またさらに、第2の構成情報に応答して前記複数の異種計算素子をサーチャー機能モードに再構成するように動作する該相互接続ネットワークと、
を備える、直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - 前記第1の固定アーキテクチャおよび前記第2の固定アーキテクチャは、複数の特定のアーキテクチャから選択され、該複数の特定のアーキテクチャは、メモリ、加算、乗算、複素乗算、減算、構成、再構成、制御、入力、出力、および現場でのプログラム可能性の各機能を含む、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 前記相互接続ネットワークは、前記複数の異種計算素子間でデータおよび制御情報を再構成可能なようにルーティングする、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 前記複数の異種計算素子および前記相互接続ネットワークに接続されたコントローラをさらに備え、該コントローラは、前記複数の異種計算素子を前記マルチパス受信機能モードに構成すること、および前記複数の異種計算素子を前記サーチャー機能モードに再構成することを指示しスケジューリングするように動作する、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 前記複数の異種計算素子および前記相互接続ネットワークに接続されたメモリをさらに備え、該メモリは、前記第1の構成情報および前記第2の構成情報を格納するように動作する、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 前記複数の異種計算素子および前記相互接続ネットワークは、複数の適応マルチモードレイクフィンガを形成するように構成されるとともに、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガに動作可能に接続されたマルチモードプロセッサを形成するように構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの各適応マルチモードレイクフィンガは、前記第1の構成情報に応答して前記マルチパス受信機能モードに構成され、またさらに、前記第2の構成情報に応答して前記サーチャー機能モードに構成され、
前記マルチモードプロセッサは、前記第1の構成情報に応答して前記マルチパス受信機能モードに構成され、またさらに、第2の構成情報に応答して前記サーチャー機能モードに構成される、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - 捕捉モードの場合、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガのすべての適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサは前記サーチャー機能モードに構成される、請求項23記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- トラヒックモードの場合、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成される、請求項23記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - パス受信機能モードに構成される前記第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、前記サーチャー機能モードに構成されたときの前記第1の部分集合のマルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの前記第1の部分によって決まるマルチパスの数に対応する、請求項25記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 前記サーチャー機能モードに構成される前記第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記パス受信機能モードに構成される第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、複数のチャネル依存パラメータから選択される少なくとも1つのチャネル依存パラメータに基づいて動的に決定され、前記複数のチャネル依存パラメータは、パイロット信号相対パワーレベル、識別されたマルチパスの数、識別された基地局の数、受信したトラヒックの信号対雑音比、および受信したトラックのエラーレートを含む、請求項25記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- アイドルモードの場合、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第3の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの第3の部分は、比較的低電力消費に構成される、請求項23記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - 前記複数の異種計算素子は、
擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器と、
該擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器に動作可能に接続されたパイロット信号相関器と、
該パイロット信号相関器に動作可能に接続された位相推定器と、
前記擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器に動作可能に接続されたタイミング調整器と、
前記擬似ランダムノイズシーケンスおよび直交コード発生器ならびに前記タイミング調整器に動作可能に接続されたチャネル相関器と、
該チャネル相関器に動作可能に接続された位相調整器と、
をさらに備える、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - 前記複数の異種計算素子は、
マルチパス結合器と、
モードおよびパス割り振りプロセッサと、
をさらに備える、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - 前記第1の固定アーキテクチャおよび前記第2の固定アーキテクチャは、複数の特定のアーキテクチャから選択され、該複数の特定のアーキテクチャは、メモリ、加算、乗算、複素乗算、減算、構成、再構成、制御、入力、出力、および現場でのプログラム可能性の各機能を含む、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 前記相互接続ネットワークに接続された第2の複数の異種計算素子をさらに含み、
前記相互接続ネットワークは、前記第2の複数の異種計算素子を前記マルチパス受信機能モードに構成し、前記第2の複数の異種計算素子を前記サーチャー機能モードに構成し、また前記第2の複数の異種計算素子を第3の機能モードに構成するようにさらに動作し、前記第3の機能モードは複数の機能モードから選択され、また前記第3の機能モードは非レイク受信モードである、請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。 - 移動局内に組み入れられる請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 基地局内に組み入れられる請求項18記載の直接拡散式スペクトラム拡散受信装置。
- 入力信号を受け取ること、
第1の構成情報に応答して、複数の適応マルチモードレイクフィンガをパス受信機能モードに構成することであって、それにより前記入力信号のマルチパス受信を提供する、パス受信機能モードに構成すること、
第2の構成情報に応答して、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガをサーチャー機能モードに構成することであって、それにより前記入力信号からの複数のパイロット信号の決定を提供する、サーチャー機能モードに構成すること、
とを含む、適応レイク受信方法。 - 前記第1の構成情報に応答して、マルチモードプロセッサをマルチパス結合器として前記パス受信機能モードに構成することであって、それにより前記入力信号の前記マルチパス受信から出力データを供給する、パス受信機能モードに構成すること、
第2に構成情報に応答して、前記マルチモードプロセッサをサーチャー機能モードに構成することであって、それにより前記入力信号から決定された前記複数のパイロット信号から好ましいパイロット信号を選択する、サーチャー機能モードに構成すること、
とをさらに含む、請求項35記載の適応レイク受信方法。 - 捕捉モードにおいて、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガのすべての適応マルチモードレイクフィンガを前記サーチャー機能モードに構成するとともに、前記マルチモードプロセッサを構成することは前記サーチャー機能モードに構成することをさらに含む、請求項36記載の適応レイク受信方法。
- トラヒックモードにおいて、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガを前記サーチャー機能モードに構成するとともに、前記マルチモードプロセッサの第1の部分を前記サーチャー機能モードに構成すること、
前記トラヒックモードにおいて、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガを前記パス受信機能モードに構成するとともに、前記マルチモードプロセッサの第2の部分を前記パス受信機能モードに構成すること、
とをさらに含む、請求項36記載の適応レイク受信方法。 - パス受信機能モードに構成される前記第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、前記サーチャー機能モードに構成されたときの前記第1の部分集合のマルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの前記第1の部分によって決まるマルチパスの数に対応する、請求項38記載の適応レイク受信方法。
- 前記サーチャー機能モードに構成される前記第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記パス受信機能モードに構成される前記第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、複数のチャネル依存パラメータから選択される少なくとも1つのチャネル依存パラメータに基づいて動的に決定され、前記複数のチャネル依存パラメータは、パイロット信号相対パワーレベル、識別されたマルチパスの数、識別された基地局の数、受信したトラヒックの信号対雑音比、および受信したトラックのエラーレートを含む、請求項38記載の適応レイク受信方法。
- アイドルモードにおいて、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガを前記サーチャー機能モードに構成するとともに、前記マルチモードプロセッサの第1の部分を前記サーチャー機能モードに構成し、
前記アイドルモードにおいて、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガを前記パス受信機能モードに構成するとともに、前記マルチモードプロセッサの第2の部分を前記パス受信機能モードに構成し、また、
前記アイドルモードにおいて、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第3の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの第3の部分を比較的低電力消費に構成する、請求項36記載の適応レイク受信方法。 - 移動局内で行われる請求項35記載の適応レイク受信方法。
- 基地局内で行われる請求項35記載の適応レイク受信方法。
- 第1の計算素子および第2の計算素子を含む複数の異種計算素子であって、前記第1の計算素子は第1の固定アーキテクチャを有し、前記第2の計算素子は第2の固定アーキテクチャを有し、前記第1の固定アーキテクチャは前記第2の固定アーキテクチャと異なる、複数の異種計算素子と、
該複数の異種計算素子に接続された相互接続ネットワークであって、前記複数の異種計算素子を、複数の適応マルチモードレイクフィンガを形成するとともに、該複数の適応マルチモードレイクフィンガに動作可能に接続されたマルチモードプロセッサを形成するように構成するように動作する該相互接続ネットワークと、
を備える、直接拡散式スペクトラム拡散符号分割多重アクセス無線受信装置。 - 前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの各適応マルチモードレイクフィンガは、第1の構成情報に応答してマルチパス受信機能モードに構成され、またさらに、第2の構成情報に応答してサーチャー機能モードに構成され、
前記マルチモードプロセッサは、前記第1の構成情報に応答して前記マルチパス受信機能モードに構成され、またさらに、第2の構成情報に応答して前記サーチャー機能モードに構成される、請求項44記載の直接拡散式スペクトラム拡散符号分割多重アクセス無線受信装置。 - 捕捉モードの場合、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガのすべての適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサは前記サーチャー機能モードに構成される、請求項45記載の直接拡散式スペクトラム拡散符号分割多重アクセス無線受信装置。
- トラヒックモードの場合、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成される、請求項45記載の直接拡散式スペクトラム拡散符号分割多重アクセス無線受信装置。 - 前記サーチャー機能モードに構成される前記第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記パス受信機能モードに構成される第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、複数のチャネル依存パラメータから選択される少なくとも1つのチャネル依存パラメータに基づいて動的に決定され、前記複数のチャネル依存パラメータは、パイロット信号相対パワーレベル、識別されたマルチパスの数、識別された基地局の数、受信したトラヒックの信号対雑音比、および受信したトラックのエラーレートを含む、請求項47記載の直接拡散式スペクトラム拡散符号分割多重アクセス無線受信装置。
- アイドルモードの場合、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成され、
前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第3の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記マルチモードプロセッサの第3の部分は、比較的低電力消費に構成される、請求項45記載の直接拡散式スペクトラム拡散符号分割多重アクセス無線受信装置。 - ネットワークインタフェースと、
該ネットワークインタフェースに動作可能に接続された複数の適応マルチモードレイクフィンガであって、該複数の適応マルチモードレイクフィンガの各適応マルチモードレイクフィンガは、第1のモード信号に応答してパス受信機能モードに構成され、またさらに第2のモード信号に応答してサーチャー機能モードに構成される、該複数の適応マルチモードレイクフィンガと、
該複数の適応マルチモードレイクフィンガに動作可能に接続されたマルチモードプロセッサであって、前記第1のモード信号に応答して前記パス受信機能モードに構成され、またさらに前記第2のモード信号に応答して前記サーチャー機能モードに構成される、該マルチモードプロセッサと、を備え、
捕捉モードの場合、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガのすべての適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサは前記サーチャー機能モードに構成され、
トラヒックモードの場合、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記サーチャー機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第1の部分は前記サーチャー機能モードに構成され、前記複数の適応マルチモードレイクフィンガの第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは前記パス受信機能モードに構成され、前記マルチモードプロセッサの第2の部分は前記パス受信機能モードに構成され、
前記サーチャー機能モードに構成される前記第1の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガおよび前記パス受信機能モードに構成される第2の部分集合の適応マルチモードレイクフィンガは、複数のチャネル依存パラメータから選択される少なくとも1つのチャネル依存パラメータに基づいて動的に決定され、前記複数のチャネル依存パラメータはさらに、パイロット信号相対パワーレベル、識別されたマルチパスの数、識別された基地局の数、受信したトラヒックの信号対雑音比、および受信したトラックのエラーレートを含む、マルチモードレイク受信機。
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