專利名稱：：改善精度的cordic處理器的制作方法改善精度的CORDIC處理器X^鵬申i躺彌本申請(qǐng)要求2005年1月31日所提交的序號(hào)為60/648,762的與本屮諧具有相同標(biāo)題的美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。駄艦本發(fā)明一般涉及信號(hào)解調(diào)中的頻率偏移校正領(lǐng)域，更具體地涉及用于旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算的改善的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī)(CORDIC)。背暈技術(shù)諸如個(gè)人手持電話系統(tǒng)(PHS)之類的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)被配置得簡單并且低成本。差分解調(diào)被基于設(shè)計(jì)這些系統(tǒng)用于基帶解調(diào)時(shí)所存在的技術(shù)限制而采用，因此不具有抵抗通常由多徑衰減所引入的符號(hào)間干擾的能力。因此希望提供一種現(xiàn)代化的基帶設(shè)計(jì)與這些傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容或者改進(jìn)這些傳統(tǒng)系統(tǒng)。還希望采用先進(jìn)的DSP算法并且引入適應(yīng)性均衡以實(shí)現(xiàn)相千解調(diào)。還希望提供增強(qiáng)的頻率偏移確定能力和改善的旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算。為了提高旋轉(zhuǎn)角度計(jì)算的硬件實(shí)現(xiàn)的速度和簡單性，希望使用移位和加法操作，消除乘法操作。用于基帶IC接收器的CORDIC角度計(jì)算器提供CORDIC算法計(jì)算處理器。輸入定標(biāo)裝置接收輸入數(shù)據(jù)、對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)并且將其提供給CORDIC處理器。輸出定標(biāo)裝置從CORDIC處理器接收輸,，據(jù)并且對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定標(biāo)以提供計(jì)算出的角度。在一示例性實(shí)施例中，輸入定標(biāo)裝置包括用于對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位以實(shí)現(xiàn)位減少并且提供對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)移位的移位信號(hào)的裝置，并且其中輸出定標(biāo)裝置響應(yīng)于所述8移位信號(hào)。在示例性實(shí)施例中，CORDIC角度計(jì)算器包括輸入初始化功能塊和用于處理大于7T/2的角度數(shù)據(jù)的角度累加初始化功能塊。16位加法器接收米自輸入初始化功能塊的12位的輸入XO和存儲(chǔ)在第一寄存器中的在先增暨數(shù)據(jù)。移位寄存器接收來自輸入初始化功能塊的YO輸入并且將數(shù)據(jù)右移n位，其中11=0、l...ll，其中符號(hào)是基于SIGN輸出而設(shè)定的。第二16位加法器接收來自輸入初始化功能塊的12位的輸入Y0和來自第二寄〃器的在先增量數(shù)據(jù)。第二移位寄存器接收來自輸入初始化功能塊的XO并目.右移n位以輸入到第二加法器，其符號(hào)被基于所述SIGN輸出而設(shè)定。第二加法器的輸出是符號(hào)輸出，并且第一移位寄存器的輸出的符號(hào)是(-l)sig"，第二移位寄存器的輸出的符號(hào)是-(-l)si811。第三移位寄存器使用來自輸入定標(biāo)的移位輸出來對(duì)第一加法器的輸出進(jìn)行重新定標(biāo)。角度累加器接收來角度累加初始化功能塊的輸入、來自第二在先采樣寄存器的在先采桿:和來自CORDIC查找表的無符號(hào)的新輸入。輸入到角度累加器的表的符3被^于來自第二加法器的SIGN輸出而確定，該符號(hào)被確定為-(-l)s^。來自侮度累加器的輸出的舍入和飽和被完成并且提供輸出作為校正角度以用于戰(zhàn)波恢復(fù)和初始信號(hào)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，參照下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將被更好地理解，其中圖1是采用本發(fā)明的通信系統(tǒng)解調(diào)數(shù)據(jù)路徑中的元件的框圖2是圖1的載波恢復(fù)部分的元件的框圖3是包括本發(fā)明的CORDIC角度計(jì)算器的元件的框圖4是角度計(jì)算器中的角度累加器初始化的流程圖5是旋轉(zhuǎn)器操作的流程圖6是旋轉(zhuǎn)器的元件的框圖；以及圖7是旋轉(zhuǎn)器中的角度累加器初始化的流程圖。9本發(fā)明被限定用于一示例性實(shí)施例，該示例性實(shí)施例釆用PHS通信系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)(2G傳統(tǒng)移動(dòng)系統(tǒng))。該示例性系統(tǒng)的完整描述在2005年6月22日提交的序號(hào)為60/693,457、律師案巻號(hào)為U001100150PEl.標(biāo)題為DEMODULATION的未決專利申請(qǐng)中提供，該申請(qǐng)的公開通過引用^被合并，就像在這里全部列出一樣。如圖1所示，采用本發(fā)明的通信解調(diào)器數(shù)據(jù)路徑包含模擬前端(AFE)部分10，AFE部分10包括用于將信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字的投數(shù)轉(zhuǎn)換器12。為了改善接收器性能，AFE包括與功率放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器結(jié)合的模擬下混頻器以改善相位檢測(cè)的精度。經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號(hào)被傳遞到硬件加速器14并且被抽選濾波器16進(jìn)一歩濾波并抽選為3倍符號(hào)率，例如576kHz。該信號(hào)首先經(jīng)過載波恢復(fù)塊18，然后經(jīng)過旋轉(zhuǎn)器塊20，然后到達(dá)存儲(chǔ)寄存器22，對(duì)于這里所公開實(shí)施例來說，存儲(chǔ)寄存器22是雙重寄存器或A/B寄存器。載波恢復(fù)塊的功能足檢測(cè)突發(fā)并且估計(jì)所接收信號(hào)和所發(fā)送信號(hào)之間的載波頻率偏移。這允許后面的旋轉(zhuǎn)器塊補(bǔ)償載波偏移。該旋轉(zhuǎn)后的信號(hào)然后被傳遞到具有均衡器26的DSP24。應(yīng)用適應(yīng)性判決指向均衡器，其中訓(xùn)練序列是突發(fā)中的唯一字(UW)。因此，需要UW的精確位置。該信息是通過相關(guān)塊28獲符的。輸入數(shù)據(jù)被與UW進(jìn)行相關(guān)，因此在檢測(cè)到相關(guān)結(jié)果的峰值之后，可以確定UW在突發(fā)數(shù)據(jù)中的位置。即使基帶調(diào)制是DQPSK，在本發(fā)明屮也采用這個(gè)通常被稱為傳統(tǒng)相干檢測(cè)的過程。理論上，這種相千檢測(cè)的fl-:能比差分檢測(cè)要好3dB。對(duì)于每個(gè)相干解調(diào)器，載波的恢復(fù)都是最重要的。其質(zhì)量影響后級(jí)的功能塊的性能。最廣泛地使用的載波頻率恢復(fù)方案是向動(dòng)頻率控制(AFC)。然而在PHS系統(tǒng)中，以突發(fā)模式發(fā)送數(shù)據(jù)，因此AFC變符穩(wěn)定的響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較短，通常在幾個(gè)到幾十個(gè)符號(hào)之內(nèi)。因此，在木發(fā)明中采用開環(huán)載波頻率估計(jì)。然后應(yīng)用慢跟蹤電路來跟隨緩慢變化的載波特性。10在PSK信號(hào)的相干解調(diào)中，或者由于有限的振蕩器精度而引起成者l士l于運(yùn)動(dòng)車輛導(dǎo)致的多普勒效應(yīng)而引起的載波頻率偏移可以引起很大的性能損失。在PHS系統(tǒng)中，系統(tǒng)基站或小區(qū)站(CS)可以具有高至士2ppm的偏移，移動(dòng)臺(tái)或個(gè)人站(PS)可以具有高至士5ppm的偏移。在這樣的解調(diào)中校正頻率偏移將幫助改善接收器性能并且減輕對(duì)于振蕩器的嚴(yán)格的精度要求，從而降低成本。采用本發(fā)明的PHS的載波恢復(fù)塊具有兩個(gè)基本功能，一個(gè)功能是檢測(cè)TDD(時(shí)分雙工)突發(fā)，另一個(gè)功能是估計(jì)所接收信號(hào)和所發(fā)送信號(hào)之問的載波頻率偏移。該估計(jì)的載波偏移被用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)器以補(bǔ)償所接收信號(hào)中的偏移，或者用于驅(qū)動(dòng)AFC以校正本地載波發(fā)生器的頻率。對(duì)于像PHS—樣的TDD系統(tǒng)，PS和CS之間的同步作為建立巡信鏈路的第一步是非常重要的。當(dāng)系統(tǒng)第一次加電時(shí)，沒有任何定吋信息。從所接收的空中信號(hào)中尋找定時(shí)信息是PS的任務(wù)。因此PS為了從CS獲得定時(shí)信息，需要搜索適當(dāng)?shù)闹甘?。在PHS中，控制時(shí)隙中的前3倍^(PR)具有用于檢測(cè)這樣的突發(fā)(或者時(shí)隙)的合適特性。如圖2所示，載波恢復(fù)塊18包括突發(fā)檢測(cè)器(BD)30和載波偏移計(jì)算器(COC)32。來自BD的突發(fā)檢測(cè)標(biāo)志將會(huì)觸發(fā)來自延遲緩沖器34的信號(hào)，使其傳到COC以得出載波偏移頻率。所產(chǎn)生的偏移被變換為旋轉(zhuǎn)角度以傳到旋轉(zhuǎn)器20，以使得頻率偏移可以在所接收的信號(hào)中被補(bǔ)償。戰(zhàn)波恢復(fù)塊由載波恢復(fù)控制寄存器控制，并且可以通過設(shè)定適當(dāng)?shù)募拇嫫魑欢焕@過?？刂萍拇嫫鞯膶?shí)施例的公開在2006年1月31日提交的序弓為60/766,591、律師案巻號(hào)為UOOl100146P且標(biāo)題為TDMAController的A決申請(qǐng)中提供，該申請(qǐng)的公開通過引用而被合并于此，就像全部列出-樣。本發(fā)明被包含在所公開實(shí)施例的解調(diào)系統(tǒng)中的用于角度訃兌的CORDIC(坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算機(jī))算法中。CORDIC是諸如正弦、氽弦、正切、反正弦、向量大小等之類的多種函數(shù)的迭代解。它最著名的就足它的硬件實(shí)現(xiàn)效率，因?yàn)樗鼉H使用移位和加法而不使用乘法。CORDIC算法是從普通的旋轉(zhuǎn)變換中得出的，jc'=xcos(。)一ysin(0)=cos(0)■(x-y-tan(。)y'=xsin(。+ycos(0)=cos(0).(y+;c■t旭(。)。如果0被限定為0-arctan(1/2。，貝ljtan(0)的乘法可以被簡化為移位。通過執(zhí)行一系列的基本(elementary)旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)任意角度旋轉(zhuǎn)。毎個(gè)旋轉(zhuǎn)方向都由4確定，其中d產(chǎn)士l。一系列旋轉(zhuǎn)的式子是其中，-l/VT^"并且d產(chǎn)土l。CORDIC算法的精度取決于輸入數(shù)據(jù)的位精度和迭代次數(shù)兩者。一般而言，如果迭代次數(shù)或者輸入位精度被增加1，CORDIC算法町以產(chǎn)生額外的一位精度。可以用下列迭代式實(shí)現(xiàn)角度計(jì)算器arctan(//0)，和z,+W《.咖tan(2-')，其中如果乂>0,則4=/，否則《/,=-7。等式的初始值是&=/，力=0并且&=0。然后在n次迭代之后，可以得至lJjc,、V"+g2，凡=0，z，-arctan(//Q)，其中A=11^+2—-"'-對(duì)于這里所公開的本發(fā)明的實(shí)施例，迭代次數(shù)被選擇為n=12，并H.所釆用的反正切表是12X16的。表的形式在表l中示出，其中T可以被表示為0x10000。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>[11][15:0]10Atan(l簡8)|本發(fā)明的本實(shí)施例中所采用的示例性CORDIC角度計(jì)算器36在閣3中示出。為了最大化CORDIC37的精度，用于輸入數(shù)據(jù)的定標(biāo)功能塊38將輸入數(shù)據(jù)定標(biāo)為其12位的全尺寸(fiillscale)。CORDIC角度計(jì)算器從抽選濾波器接收I和Q數(shù)據(jù)并且包含用于輸入的定標(biāo)功能塊。如稍后所述，定標(biāo)功能塊包含用于對(duì)I和Q數(shù)據(jù)進(jìn)行移位的移位寄存器40,并且提供在重新定標(biāo)幅度輸出中被采用的移位輸出42。輸入初始化功能塊44和伴隨角度累加初始化功能塊46被用于處理大于T/2的角度數(shù)據(jù)。初始化功能被如圖4所示完成。輸入I和Q被求他，如果I不小于0(框100)，則所提供的輸出在框102中示出，Z0=0，X0=1并且Y0=Q。如果I小于0，則確定Q的值(框104)，并EL如果Q為0或者更小，則所提供的輸出在框106中示出，Z0是被限定為TT/2的item0，或者等于表1的2*左移一位，X0=-Q并且Y0=1。如果Q0，則所提供的輸出在框108中示出，Z0等于-(item0)左移一位，X0-Q并且YO;l。CORDIC角度計(jì)算器36的實(shí)際實(shí)施例包含16位加法器48，加法器48接收12位的輸入X0和存儲(chǔ)在寄存器50中的在先增量(priorincrement)數(shù)據(jù)。移位寄存器52接收Y0輸入并且將數(shù)據(jù)右移n位，其中n=0、l...ll，其中符號(hào)是基于符號(hào)輸出54而設(shè)定的。類似地，第二16位加奮器56接收12位的輸入Y0和來自寄存器58的在先增量數(shù)據(jù)。第二移位寄存器60接收X0并且右移n位以輸入到第二加法器，其符號(hào)也基于SIGN輸出而設(shè)定。第二加法器的輸出(sign)確定第一移位寄存器輸出的符g為(-l)s^，并且第二移位寄存器輸出的符號(hào)為-(-l)一。在移位寄存器62中用來自輸入定標(biāo)的移位輸出對(duì)第一加法器的輸出進(jìn)行重新定標(biāo)。然后，虔新定標(biāo)后的數(shù)據(jù)被用于信號(hào)幅度的計(jì)算，以進(jìn)一步用于稍后所述的載波'阮復(fù)中。實(shí)際的角度計(jì)算是基于先前所述的角度累加器初始化而實(shí)現(xiàn)的，所述角度累加器初始化與存儲(chǔ)在寄存器66中的在先采樣和來自CORDIC倉找13表68的無符號(hào)的新輸入一起被輸入到角度累加器64。輸入到角皮累加器的表的符號(hào)被基于先前所述的來自第二加法器的SIGN輸出而確定，該符號(hào)被確定為-(-l)一。然后來自角度累加器的輸出被傳送到舍入和飽和(roundandsaturate)70，并且被作為校正角度72而輸出，用于載波恢復(fù)和初始信號(hào)旋轉(zhuǎn)。突發(fā)檢測(cè)器30被用于檢測(cè)TDD突發(fā)。在PHS中，控制吋隙中的PR信號(hào)提供用于檢測(cè)的合適簽名。對(duì)于所接收的帶內(nèi)信號(hào)，"o-^(ocoso^v+伊(o+"+"w，其中J(o=2>(f-fcr)，g^是升余弦脈沖，AWe是載波偏移，0丫"是接收器調(diào)制相位且-是發(fā)送器和接收器之問的固定相位偏移，W^是白高斯噪聲。如果發(fā)送器調(diào)制相位和接收器調(diào)制相位之間的差別被忽略，則&^的相位信號(hào)簡單地是//^(0=2必/+0(0+-。在一個(gè)單重微分器之后，相位差別變?yōu)?^#1(0-/^(0-/^(卜"-2;^+0(0-e(卜r)。單重微分信號(hào)是屮心位〗'1/4"+2;^并且周期為2T的周期信號(hào)，并且相位值在之內(nèi)在雙重微分器之后，相位變?yōu)閜teD(^2(0-p/iz￡>i(n(f)—pAzDij(fi(t-r)=e(o+e(《—2r)-2e(f-r)。雙重微分信號(hào)是中心位于0并且周期為2T的周期信號(hào)。信號(hào)的值在[-7T，7T]之內(nèi)。突發(fā)檢測(cè)算法是通過利用PR的這種特性而得出的。使戰(zhàn)mPAose=2a&(i^zD#2(f-附71)+/7AzD#2(f-w77-r))，其中M是窗口長皮。對(duì)于這里所描述的實(shí)施例來說M=16。上式可以被簡化為做/w/^必e=—加r)-e(f-附r一r)-e(f—祝r一2r)+-抓r—3r))<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>如果甜mi^ose小于突發(fā)檢測(cè)閾值ThB，則檢測(cè)到突發(fā)。對(duì)于示例性實(shí)施例，ThB=3*T。圖2的突發(fā)檢測(cè)器從角度檢測(cè)器接收16位格式的角度0。然后移動(dòng)f-均值被用于突發(fā)檢測(cè)。圖2的平均值檢測(cè)器74采用來自CORDIC角度訃算器的幅皮輸出^=77^以提供平均信號(hào)值來設(shè)定AFE中的可編程增益放大器(PGA)，以使得進(jìn)入ADC12(圖1的)的信號(hào)可以在適當(dāng)范l，內(nèi)，即，既不是太小而導(dǎo)致丟失精度，也不是太大而可能被削波(clip)。PGA增益的設(shè)定是精密的，尤其在無線環(huán)境中。從CORDIC角度計(jì)算器所得出的幅度被用于執(zhí)行平均值檢測(cè)。所'汁貨的瞬時(shí)幅度值通過alpha濾波器￡^4}=(l-a)￡{j}_i+.41而被平滑，其屮a是寄存器。在大約20-30個(gè)符號(hào)(60-90個(gè)采樣)之后，平均值是真i]:.的H《均信號(hào)的較好預(yù)測(cè)。平均值檢測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的框圖在圖6中示出。該平均值檢測(cè)在每個(gè)突發(fā)處被復(fù)位。到平均值檢測(cè)器的輸入是由CORDIC角度計(jì)算器的幅度輸出76提供的。因?yàn)樗矔r(shí)幅度是被作為角度計(jì)算的副產(chǎn)物計(jì)算的，所以在PR搜A階段期間，到平均值檢測(cè)器的輸入是連續(xù)的。然而，因?yàn)橥话l(fā)邊界是不清楚的，所以其并不產(chǎn)生有意義的值。因此，在突發(fā)搜索期間，平均值檢測(cè)器被禁止。當(dāng)載波恢復(fù)進(jìn)入BCCH搜索模式時(shí)，突發(fā)邊界稍微清楚一些。在該時(shí)段期間，平均值檢測(cè)器在每個(gè)突發(fā)期間被觸發(fā)以開始處理一段時(shí)問，并且所產(chǎn)生的值和指示相應(yīng)的CS所發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度的突發(fā)數(shù)據(jù)被發(fā)送到DSP。平均值檢測(cè)器在每個(gè)突發(fā)開始時(shí)被使能并復(fù)位。在一個(gè)CS被選抒之后，相應(yīng)的平均值可以被用于設(shè)定PGA增益。圖2的載波偏移計(jì)算器32采用在PHS中用于載波恢復(fù)的開環(huán)載波偏移估計(jì)算法。該算法利用PHS系統(tǒng)中的PR信號(hào)的特性并且直接估ii由振蕩器和多普勒頻移所引入的載波偏移。在調(diào)制之后，正在發(fā)送的信號(hào)被表示為^)-i;g》-M，)cos(fiv+o(0)，其中g(shù)/^是根方(root-square)升余弦整形濾波器，0)。是以弧度表示的戰(zhàn)波頻率，并且T是符號(hào)時(shí)間周期。0^是調(diào)制相位。對(duì)于PHS中的7T/4相移DQPSK調(diào)制，0(0=0(卜r)+A0(f)，并且發(fā)送符號(hào)(w，和/^之問的關(guān)系在表2中列出。表2一(。foWI」柳15瓜"畫，在接收器一側(cè)，應(yīng)用根方升余弦匹配濾波器，因此基帶解調(diào)信號(hào)可以被表示為^(0=爿(0咖0^/+伊(,)+<*)+"(0，其中，J(f)=5>(f-w0，g^是升余弦脈沖，A^-2;cV;是載波偏移，0丫"是接收器調(diào)制相位，且-是發(fā)送器和接收器之間的固定相位偏移，《w是白高斯噪聲。使義(0=五^(0^(卜270}，其中j:(/)是"o的共軛，得到j(luò)c(f)=cryt2Afflr+e(')-fl('-2"]+A^)，其中=五{」(,)2}，并且w(0-五&(0"'(f-2r))+五("(0j》-2r)〉+五("w"'(卜2r》是噪聲項(xiàng)并且被忽略而不損失一般性。在PHS中，PR是具有位流模式"1001"的周期信號(hào)，得到e(/)-e(/-2r)=-;r/2。使jc,(O=￡M2(f)}sin(2Afl)cr)并且;ce(/)-￡M2W}cos(2Afflcr)，其中;c,(O、~(0分別是x^的同相和正交部分。如果針對(duì)n個(gè)符號(hào)累加巧(0和&(0，其中n是搜索窗n，則W一1W—1—，J>,"+w;+"r)且A^,(fc)-2>G"+w;+"r)。幅度被足義為脾0fiM)爿附/(A:)-乂c仏20t)+v4c^(ik)，其中/,...附-/，并且0S/。S『是采樣時(shí)問。7;是采樣周期，其中r-附7;并且m是一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)的數(shù)H。在一個(gè)突發(fā)被檢測(cè)之后，可以通過在窗口長度w上找到對(duì)于每個(gè)入的max(Amp(k)〉而估計(jì)載波偏移d/e。使對(duì)應(yīng)于每個(gè)A都有爿w/^^-加ojc/y4附/^fc"，其中4=j2(f。+fc。z;+wr)，"=0，…iV^，那么載波偏移可以被計(jì)算為仏-^TtarT1^^^)。載波偏移計(jì)算器被突發(fā)檢測(cè)標(biāo)識(shí)78觸發(fā)。I/Q數(shù)據(jù)被輸入到延遲緩沖器。用于本發(fā)明的本實(shí)施例的延遲緩沖器為了更高效的存儲(chǔ)而采用滑動(dòng)窗口求和布置。延遲緩沖器的進(jìn)一步公開在2006年1月18日提交的序號(hào)為號(hào)為U001100148且標(biāo)題為StorageEfficientSlidingWindowSum的未決專利申請(qǐng)中提供，該專利申請(qǐng)通過引用而被合并，就像在這里全部列出一樣。通過設(shè)定控制寄存器可以繞過該模塊。用于控制載波偏移訃算器的另一個(gè)標(biāo)志是使能標(biāo)志。在TCH期間，載波偏移計(jì)算器不再工作，因此使能標(biāo)識(shí)可以被設(shè)定為禁止以節(jié)省功率。然后，數(shù)據(jù)將僅通過延遲緩沖器而流到旋轉(zhuǎn)器中?，F(xiàn)在已經(jīng)描述了載波恢復(fù)元件，返回圖1，在載波被恢復(fù)之后，旋轉(zhuǎn)器20取消載波頻率偏移效應(yīng)。當(dāng)載波恢復(fù)模塊檢測(cè)到突發(fā)并且得出r"f頻率偏移而引起的相應(yīng)角度時(shí)，旋轉(zhuǎn)器模塊將被激活并且開始根據(jù)寄存器值來旋轉(zhuǎn)輸入信號(hào)。對(duì)于復(fù)數(shù)表示的輸入信號(hào)x-x,+Ae，如果旋轉(zhuǎn)角度是&則旋轉(zhuǎn)器的輸出是y=h+，其中=Jf,cos(。-jcgsin(沒)且ye=義,sin(。+義。cos(。)。對(duì)于每個(gè)采樣，對(duì)旋轉(zhuǎn)的直接操作包括4個(gè)乘法和2個(gè)加法。而且，存在sin()和cos()函數(shù)的計(jì)算。在本發(fā)明中再次采用CORDIC算法以實(shí)現(xiàn)向量旋轉(zhuǎn)，其通過僅使片J移位和加法而不使用乘法來降低成本。迭代再次被選擇為12次，CORDC表的大小是16X12，允許與載波恢復(fù)系統(tǒng)中的CORDIC角度計(jì)算器使用共同的表。參照?qǐng)D5再次描述旋轉(zhuǎn)器的基本操作，其中從控制寄存器讀取使能標(biāo)志202，如果為使能202，則從旋轉(zhuǎn)角度寄存器讀取角度204并且設(shè)&初始角度206，如隨后將更詳細(xì)描述的。如果最后的采樣未完成208，則定標(biāo)輸入向量被定標(biāo)210并且向量旋轉(zhuǎn)利用CORDIC完成212。角度被以基本的位形式累加214并且以2r為模，范圍在《到ir,下一個(gè)角度表地址被產(chǎn)生216并且下一個(gè)采樣被處理218。對(duì)于一個(gè)示例性實(shí)施例，相位足有符號(hào)的n位數(shù)據(jù)并且累加器的寬度為18位。所發(fā)生的操作是Phacc4=phase_in〃累加器Phacc=phacc&0xlffff〃選擇17位If(phacOTT){Phacc=((-l)17)|phacc順17在基于輸入信號(hào)12位寬度的當(dāng)前實(shí)施例中，--個(gè)數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)需耍12個(gè)循環(huán)。CORDIC的物理實(shí)現(xiàn)方式在圖6中示出。I和Q輸入再次被提供到輸入定標(biāo)功能塊80，其具有Shiftbits輸出用于隨后的重新定標(biāo)。16位加法器82接收12位的輸入XO和存儲(chǔ)在寄存器84中的在先增量數(shù)據(jù)。移位奇存器86接收Y0輸入并且將數(shù)據(jù)右移n位，其中n-O、l...ll，數(shù)據(jù)具有基fSIGN輸出88而設(shè)定的符號(hào)。類似地，第二16位加法器90接收12位的輸入YO和來自寄存器92的在先增量數(shù)據(jù)。第二移位寄存器96接收XO并S.右移n位以輸入到第二加法器，其符號(hào)也被基于SIGN輸出而設(shè)定。SIGN確定第一移位寄存器輸出的符號(hào)為-(-l)s^，并且第二移位寄存器輸出的符號(hào)為(-l)一。在移位寄存器98中用來自輸入定標(biāo)的Shi肪its對(duì)第-'加法器的輸出進(jìn)行重新定標(biāo)。先前所述的基于角度累加器初始化的FLAG99被從角度累加初始化功能塊輸出。當(dāng)輸入角度〉pi/2時(shí)FLAG為1，當(dāng)輸入角皮《pi/2時(shí)FLAG為-l，否則FLAG為O。然后，重新定標(biāo)后的數(shù)據(jù)是用子'-數(shù)據(jù)通信的輸出I和Q。SIGN計(jì)算是基于來自旋轉(zhuǎn)角度寄存器的輸入0而實(shí)現(xiàn)的，旋轉(zhuǎn)角度寄存器具有隨后詳細(xì)所述的角度累加器初始化97,角度累加器初始化97與存儲(chǔ)在寄存器93中的在先采樣和來自CORDIC查找表91的無符號(hào)的新輸入一起被輸入到角度累加器95。輸入到角度累加器的表的符號(hào)被^^"來自第二加法器的SIGN輸出而確定，該符號(hào)被確定為-(-l)sign。如前所述，來自角度累加器的輸出也提供用于第一和第二加法器中的操作的SIGN。CORDIC旋轉(zhuǎn)器的角度累加器初始化在圖7中示出。旋轉(zhuǎn)角度0被輸入300，如果角度大于itemO左移一位302，則所產(chǎn)生的Z0輸入304是輸入角度0減去左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為1。如果輸入角設(shè)小于-item0左移一位306，則所產(chǎn)生的Z0輸入308是輸入角度加上左移一位的itemO并且FLAG被設(shè)定為-l。否則，Z0等于輸入角度0并bi.FLAG被設(shè)定為0310。對(duì)于每個(gè)TDD突發(fā)，初始相位是未知的，因此初始相位、PR和UW由于？r/4-DQPSK調(diào)制而是未知的。使K《)-a(,)e"樹+柳+^物是所接收的復(fù)信號(hào)，其中fl^是包絡(luò)，0W是符號(hào)相位(如果初始相位為0)。并且<是初始相位，0/0是噪聲相位。在第一旋轉(zhuǎn)器之后，初始相位^和所估計(jì)的頻率偏移相位2W》被去除，假設(shè)00可以如隨后所述那樣得出，可以得到=KO*e-肌+2必；)-。(f)e乂(伊(')+2蝶'W))，其中是未校正的剩余偏移。A"2^是信息承載(information-bearing)相位c^"被去除之后的信號(hào)，因此r2^的正交部分是/^(0-fl(f)sin(2;EV^+《(0)。適當(dāng)?shù)剡x擇平均伯:窗口可以撫平相位噪聲。在這里所公開的本發(fā)明的實(shí)施例中采用6個(gè)符兮的平滑窗口。因此，可以得到孤呵(0=1>2^+"70。頻率偏移調(diào)整是根據(jù)孤附^"的微分而完成的。&可以基于通過相關(guān)而檢測(cè)到的uw而得出。corr(0=K0*e_M"(0二fl(0e"賴+伊""(()"^鳴('))*e_W)=fl(0eJ(2*^+s^"(o)°如果^/足夠小以致于可以被忽略，則可以得到w如圖2所示，在所描述的本實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)慢跟蹤器。緩慢跟蹤的頻率偏移被作為通信階段期間的0而提供到旋轉(zhuǎn)角度寄存器。現(xiàn)在已經(jīng)按照專利法規(guī)的要求詳細(xì)描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到對(duì)這里所公開的具體實(shí)施例的修改和替換。這樣的修改在本發(fā)明的如權(quán)利要求所限定的范圍和意圖內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于基帶IC接收器的CORDIC角度計(jì)算器，包括輸入初始化功能塊(44)；角度累加初始化功能塊(46)，其用于處理大于π/2角度數(shù)據(jù)；用于計(jì)算CORDIC算法的裝置(37)，其從所述輸入初始化功能塊和角度累加初始化功能塊接收數(shù)據(jù)；輸入定標(biāo)裝置(38)，其接收輸入數(shù)據(jù)、對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)并且將所述輸入數(shù)據(jù)提供給所述輸入初始化功能塊；以及輸出定標(biāo)裝置(62)，其從所述計(jì)算裝置接收輸出數(shù)據(jù)并且對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定標(biāo)以提供幅度和計(jì)算出的角度。2.如權(quán)利要求1所述的CORDIC角度計(jì)算器，其中所述輸入定標(biāo)裝省:包括用于對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位以實(shí)現(xiàn)位減少并且提供對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)移位的移位信號(hào)(42)的裝置，并且其中所述輸出定標(biāo)裝置響應(yīng)于所述移位信號(hào)。3.如權(quán)利要求1所述的CORDIC角度計(jì)算器，其中所述計(jì)算裝'I包括16位加法器(48)，其接收來自所述輸入初始化功能塊的12位的輸入XO和存儲(chǔ)在第一寄存器(50)中的在先增量數(shù)據(jù)；移位寄存器(52)，其接收來自所述輸入初始化功能塊的Y0輸入并且將數(shù)據(jù)右移n位，其中ii-O、l...ll，其中符號(hào)是基于SIGN輸出而設(shè)定；第二16位加法器(56)，其接收來自所述輸入初始化功能塊的12位的輸入YO和來自第二寄存器(58)的在先增量數(shù)據(jù)；第二移位寄存器(60)，其接收來自所述輸入初始化功能塊的X0并且右移n位以輸入到所述第二加法器，其符號(hào)被基于所述SIGN輸出lfu'設(shè)定；其中所述第二加法器的輸出是符號(hào)輸出，并且所述第一移位寄存器的輸出的符號(hào)是(-1)—，所述第二移位寄存器的輸出的符號(hào)是-(-l)si^第三移位寄存器(62)，其使用來自所述輸入定標(biāo)的移位輸出來對(duì)所述第一加法器的輸出進(jìn)行重新定標(biāo)；角度累加器(64)，其接收來自所述角度累加初始化功能塊的輸入、來自第二在先采樣寄存器(66)的在先采樣和來自CORDIC查找表(68)的無符號(hào)的新輸入；其中，輸入到所述角度累加器的表的符號(hào)被基于來自所述第二加法器的所述SIGN輸出而確定，該符號(hào)被確定為-(-l)s^;用于對(duì)來自所述角度累加器的輸出進(jìn)行舍入和飽和并目.提供輸出作為校正角度以用于載波恢復(fù)和初始信號(hào)旋轉(zhuǎn)的裝置(70)。4.如權(quán)利要求3所述的CORDIC角度計(jì)算器，其中所述輸入初始化功能塊包括用于確定(100)1是否不小于0的裝置；響應(yīng)于所述確定裝置中的肯定結(jié)果并且提供Z0-0、X0=1且Y0=Q的輸出裝置(102):用于響應(yīng)于所述確定裝置中的否定結(jié)果而確定(104)Q是否為0或者更小的第二裝置；響應(yīng)于所述第二確定裝置中的肯定結(jié)果并且提供Z0是被限定為tt/2的itemO左移一位、XO--Q且YO-l的第二輸出裝置(106);以及響應(yīng)于所述第二確定裝置中的否定結(jié)果并且提供Z0等于-x/2左移一位、XO-Q且YO--l的第三輸出裝置(108)。5.如權(quán)利要求3所述的CORDIC角度計(jì)算器，其中所述角度累加初始化功能塊包括用于輸入旋轉(zhuǎn)角度(300)0的裝置；用于確定(302)所述角度是否大于itemO左移一位的裝置；用于響應(yīng)于來自所述確定裝置的肯定結(jié)果而提供(304)Z0輸入為所述輸入角度0減去左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為1的裝置；用于確定(306)所述輸入角度是否小于-itemO左移一位的第二裝暨；用于響應(yīng)于來自所述第二確定裝置的肯定結(jié)果而提供(308)Z0輸入為所述輸入角度加上左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為-1的第二裝置；以及用于響應(yīng)于來自所述第二確定裝置的否定結(jié)果而提供(310)被設(shè)定為等于所述輸入角度0的Z0輸入并且FLAG被設(shè)定為0的第三裝置。6.如權(quán)利要求1所述的CORDIC角度計(jì)算器，還包括平均值檢測(cè)器(74)。7.如權(quán)利要求6所述的CORDIC角度計(jì)算器，其中所述平均值檢測(cè)器包括a濾波寄存器(98)。8.—種用于基帶IC接收器的CORDIC旋轉(zhuǎn)器，包括用于計(jì)算CORDIC算法的裝置(37);輸入定標(biāo)裝置(38)，其接收輸入數(shù)據(jù)、對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)并且將所述輸入數(shù)據(jù)提供給所述計(jì)算裝置；以及輸出定標(biāo)裝置(62)，其從所述計(jì)算裝置接收輸出數(shù)據(jù)并且對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定標(biāo)以提供計(jì)算出的角度。9.如權(quán)利要求8所述的CORDIC旋轉(zhuǎn)器，其中所述計(jì)算裝置包括16位加法器(82)，其接收來自所述輸入定標(biāo)裝置的12位的輸入X0和存儲(chǔ)在第一寄存器(84)中的在先增量數(shù)據(jù)，所述輸入定標(biāo)裝賈提供移位輸出第一移位寄存器(86)，其接收Y0輸入并且將數(shù)據(jù)右移n位，其屮n=0、l...ll，其中符號(hào)是基于SIGN輸出而設(shè)定的；第二16位加法器(90)，其接收來自所述輸入定標(biāo)裝置的12位的輸入YO和來自第二寄存器(92)的在先增量數(shù)據(jù)；第二移位寄存器(96)，其接收X0并且右移n位以輸入到所述笫二加法器，其符號(hào)被基于所述SIGN輸出而設(shè)定；SIGN裝置(88)，其用于確定所述第一移位寄存器的輸出的符號(hào)是-(-l)sign，所述第二移位寄存器的輸出的符號(hào)是(-l)sign;其中所述第一加法器和第二加法器的輸出在所述輸出定標(biāo)裝置中被使用來自所述輸入定標(biāo)裝置的移位輸出而重新定標(biāo)；基于從角度累加初始化功能塊所輸出的角度累加器初始化而輸入(99)到所述重新定標(biāo)裝置的FLAG,所述FLAG在輸入角度〉pi/2時(shí)等子在所述輸入角度《pi/2時(shí)等于-l，否則FLAG等于O，從所述—f新定標(biāo)裝置輸出的重新定標(biāo)后的數(shù)據(jù)用于數(shù)據(jù)通信；所述SIGN裝置的計(jì)算是基于來自旋轉(zhuǎn)角度寄存器的輸入0而實(shí)現(xiàn)的，來自角度累加器初始化裝置(97)的第二輸入與存儲(chǔ)在第二寄存器(93)中的在先采樣和來自CORDIC査找表(91)的無符號(hào)的新輸入一起被輸入到角度累加器(95);來自所述角度累加器的所述SIGN輸出還確定輸入到所述角度累加器的表的符號(hào)，該符號(hào)被確定為-(-l)s^。10.如權(quán)利要求9所述的CORDIC旋轉(zhuǎn)器，其中所述角度累加器初始化裝置包括確定旋轉(zhuǎn)角度0是否大于item0左移一位的第一裝置；用于基于來自所述第一確定裝置的肯定結(jié)果而提供所產(chǎn)生的Z0輸入為所述輸入角度0減去左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為1的裝賞；用于確定所述輸入角度是否小于-itemO左移一位的第二裝置；用于基于來自所述第二確定裝置的肯定結(jié)果而提供Z0輸入為所述輸入角度加上左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為-1的第二裝置；以及用于響應(yīng)于來自所述第二確定裝置的否定結(jié)果而提供Z0輸入為所述輸入角度0并且FLAG被設(shè)定為0的第三裝置。11.一種為信號(hào)解調(diào)器中的頻率偏移確定計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度的方法，該方法包括以下步驟通過對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位以實(shí)現(xiàn)位減少并且提供對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)移位的移位信號(hào)而對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)；通過以下步驟計(jì)算CORDIC算法提供輸入初始化功能塊和角度累加初始化功能塊ffl丁-處現(xiàn)大于t/2的角度數(shù)據(jù)；在16位加法器中接收來自所述輸入初始化功能塊的12位的輸入XO和存儲(chǔ)在第一寄存器中的在先增量數(shù)據(jù)；在移位寄存器中接收來自所述輸入初始化功能塊的Y0輸入并R將數(shù)據(jù)右移n位，其中11=0、l...ll，其中符號(hào)是基于SIGN輸出而設(shè)定的；在第二16位加法器中接收來自所述輸入初始化功能塊的12位的輸入Y0和來自第二寄存器的在先增量數(shù)據(jù)；在第二移位寄存器中接收來自所述輸入初始化功能塊的X0并且右移n位以輸入到所述第二加法器，其符號(hào)被基于所述SIGN輸出lTlj設(shè)定；其中所述第二加法器的輸出是符號(hào)輸出，并且所述第一移位寄存器的輸出的符號(hào)是(-1)—，所述第二移位寄存器的輸出的符號(hào)足-(-在第三移位寄存器中使用來自所述輸入定標(biāo)的移位輸出來對(duì)所述第一加法器的輸出進(jìn)行重新定標(biāo)；在角度累加器中接收來自所述角度累加初始化功能塊的輸入、來自第二在先采樣寄存器的在先采樣和來自CORDIC査找表的無符9的新輸入；其中，輸入到所述角度累加器的表的符號(hào)被基于來自所述笫二加法器的所述SIGN輸出而確定，該符號(hào)被確定為-(-l)sign;對(duì)來自所述角度累加器的輸出進(jìn)行舍入和飽和并且提供輸出作為校正角度以用于載波恢復(fù)和初始信號(hào)旋轉(zhuǎn)；以及從所述計(jì)算出的CORDIC算法接收輸出數(shù)據(jù)并且對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定標(biāo)以提供計(jì)算出的角度。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述輸入初始化功能塊由以>'歩驟實(shí)現(xiàn)作出I是否不小于0的第一確定；響應(yīng)于肯定結(jié)果而提供Z0=0、X0=1且Y0=Q作為第一輸出；響應(yīng)于所述第一確定中的否定結(jié)果而作出Q是否為0或者更小的第二確定；響應(yīng)于所述第二確定中的肯定結(jié)果而提供Z0是被限定為7T/2的itcm0左移一位、XO--Q且YO-l作為第二輸出；以及響應(yīng)于所述第二確定中的否定結(jié)果而提供ZO等于-t/2左移一位、X0-Q且Y0--1作為第三輸出。13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述角度累加初始化功能塊山以下步驟實(shí)現(xiàn)輸入旋轉(zhuǎn)角度0;作出所述角度是否大于itemO左移一位的第一確定；響應(yīng)于來自所述第一確定的肯定結(jié)果而提供ZO輸入為所述輸入角度0減去左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為1;作出所述輸入角度是否小于-itemO左移一位的第二確定；響應(yīng)于來自所述第二確定的肯定結(jié)果而提供Z0輸入為所述輸入角皮加上左移一位的item0并且FLAG被設(shè)定為-1;以及響應(yīng)于來自所述第二確定的否定結(jié)果而提供被設(shè)定為等于所述輸入角度0的Z0輸入并且FLAG被設(shè)定為0。全文摘要用于基帶IC接收器的CORDIC角度計(jì)算器(36)包括CORDIC算法計(jì)算處理器(37)，輸入定標(biāo)裝置(38)接收輸入數(shù)據(jù)、對(duì)所述輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)并且將其提供給CORDIC處理器。輸出定標(biāo)裝置(62)從CORDIC處理器接收輸出數(shù)據(jù)并且對(duì)所述輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定標(biāo)以提供計(jì)算出的角度。在一示例性實(shí)施例中，輸入定標(biāo)裝置包括用于對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行移位以實(shí)現(xiàn)位減少并且提供對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)移位的移位信號(hào)的裝置，并且其中輸出定標(biāo)裝置響應(yīng)于所述移位信號(hào)。文檔編號(hào)G06F15/00GK101490660SQ200680003723公開日2009年7月22日申請(qǐng)日期2006年1月31日優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日發(fā)明者向陽·西蒙·許,辛迪·純·王,陳曉純申請(qǐng)人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司