专利名称：用于在移动通信系统中确定定点的装置和方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，并且更具体地，涉及用于在移动通信系统中确定定点的装置和方法，其中当浮点转换为定点时，该装置和方法能够根据目标设备的输出范围自适应地改变定点。
背景技术：
通常，当设计设备时，系统设计者必须检查设备的性能和/或在应用了操作算法之后是否该设备可使用仿真来操作。如果设备的性能没有达到期望水平，则操作算法应该被修正或相应算法采用的参数应该被改变，以找到提供期望性能的最佳值。
由工具或程序语言执行仿真。仿真的主要目的是算法比较和性能检查。在这些步骤中，进行仿真时不限制比特的数目，这叫做浮点仿真。
然而，在设备实际实现的阶段，比特的数目受到限制，这是因为硬件能力的限制。但是，对比特数目的限制导致设备性能下降。即，比特的数目和性能之间是折中关系。
因此，当进程从仿真阶段转移到实现阶段时，考虑到硬件尺寸和性能下降程度，需要适当的定点。定点在仿真阶段通过定点仿真确定。定点确定涉及确定饱和比特数目和切断比特数目。
一旦合适的定点通过上述步骤确定，在设备实现阶段通过使用确定的定点设计硬件，从而完成期望设备。
在系统设计中，系统设计者首先进行数字数据的浮点仿真，然后进行定点仿真以将浮点转换为定点。这时，系统设计者进行仿真，使得比特数目与饱和和切断比特的位置在最优状态下确定，同时改变饱和点和比特数目，从而确定定点。
定点的位置，即，比特最优数目与饱和和切断比特的位置，根据目标设备的输出范围而变化。
例如，在第三代合作项目(3GPP)下行链路中解扩器的输出根据扩展因子(SF)和正交信道数目而变化。因此，在实现解扩器输出的定点硬件的条件下，比特数目与饱和比特和切断比特的位置是变化的。
在有限定点硬件中，需要许多比特来覆盖解扩器的输出范围。但是，这样，如果定点比特的数目持续增加，则硬件尺寸增大并变得复杂。
另外，如前所述，比特最优数目与饱和比特和切断比特的位置根据目标设备的输出信号范围来变化。这样，在这种情况下定点的确定不可避免地导致整个系统性能下降。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用于确定移动通信系统的定点的装置和方法，其能够自适应地根据目标设备的输出范围确定定点。
为了总体和部分达到至少上述目的，提供了一种用于确定移动通信系统的定点的方法，包括以下步骤测量输入比特的饱和率；并比较测量的饱和率和基准饱和率以及改变输入比特的切断位置。
为了总体和部分达到至少上述目的，还提供了一种用于确定移动通信系统的定点的方法，包括以下步骤通过仿真设定定点；通过仿真测量目标设备输出比特的最优饱和率；将测量的饱和率存储为基准饱和率；将测量的饱和率和基准饱和率进行比较并生成控制命令；以及根据控制命令改变目标设备输出比特的切断位置。
为了总体和部分达到至少上述目的，还提供了一种用于确定移动通信系统的定点的装置，包括饱和率检测器，用于检测输入比特的饱和率；切断位置控制器，用于将检测的饱和率和基准饱和率进行比较并生成控制命令；以及比特切断单元，其根据从切断位置控制器输出的控制命令，自适应改变输入比特的切断位置。
根据下面的检验和对本发明的实践的学习，本发明的其他优点、目的和特征将从下面的说明书中获得，并对本领域普通技术人员显而易见。本发明的优点将特别通过随附特别指出的权利要求来实现和达到。
本发明将参考下面的附图进行说明，其中相同的附图标记代表相同的元件，其中图1是根据本发明的优选实施例的用于确定移动通信系统的定点的装置的框图；图2示出了根据本发明的实施例的图1的饱和率检测器的具体构造；图3示出了根据本发明的实施例的图1的比特切断单元的具体构造；图4A至4E是示出了在衰落信道中相对于解扩器输出的概率分布函数的图例，其中在3GPP下行链路系统中使用SF＝128并且Eb/No＝3dB；图5是示出了相对于图4A至4E的解扩器的输出的比特误码率(BER)的图例；
图6示出了根据本发明的实施例的比特切断操作；图7是流程图，示出了根据根据本发明的实施例的图1中的解扩器输出范围中的改变来自适应改变定点位置的过程；以及图8是详细的流程图，根据本发明实施例的图7中的解扩器输出范围中的改变来改变定点位置的过程。
具体实施例方式
图1是根据本发明实施例的用于自适应确定移动通信系统的定点的装置的框图。
如图1所示，根据本发明的自适应定点确定装置包括饱和率检测器10，用于检测m比特输入信号的饱和率；切断位置控制器20，用于将检测的饱和率与基准饱和率进行比较并基于比较结果生成控制命令；以及比特切断单元30，用于根据控制命令切断输入比特并从而生成n比特输出信号。所有这些元件有效地连接。
参考图2，饱和率检测器10包括饱和计数器50，用于对输入比特的饱和数目进行计数；以及操作单元60，用于使用来自饱和计数器50的计数值输出，确定输入比特的饱和率，并从而输出输入比特的饱和率。所有这些元件有效地连接。
参考图3，比特切断单元30包括移位寄存器31，用于根据从切断位置控制器20输出的控制命令对m比特输入信号进行移位；切断功能块32，用于从在移位寄存器31中移位的输入比特中切断切断比特；以及饱和功能块33，用于从切断功能块32的输入比特中切断饱和比特并从而输出n比特输出信号。所有这些元件有效地连接。
上述的定点确定装置的操作将参考图1至7进行描述。
首先，如图7所示，为了将浮点转换为定点，为目标设备的输出比特设置比特数目和初始定点(饱和点和切断点)(步骤S1)。
由于最优定点根据输入信号(即，目标设备的输出信号)的范围而变化，因而最优定点可从当前选择的定点基于目标设备的输出来确定。即，最优定点根据目标设备的输出是否均匀分布在当前使用范围内来确定。
在这种方式下，在设置了初始定点之后，使用仿真来确定目标设备输出信号的最优饱和率(步骤S2)，并用作确定最优定点的基准。这时，目标设备的最优饱和率可根据目标设备的特性和所应用的目标而变化。最优饱和率用于示出最优性能或性能降低变得严重的范围。
这里，将3GPP下行链路系统的瑞克(rake)接收机的解扩器(目标设备)作为示例来解释设置饱和率的最优值(基准值)的过程。
通常，解扩器的输出在根据饱和率和尺寸失真的相位与基于切断的量化失真之间具有折中。这样，最优值在有限的定点处被发现在两处失真之间。
图4A至4E是这样的图示的例子其示出了在3GPP下行链路系统中当SF＝128且Eb/No＝3dB时，在衰落信道中解扩器输出的概率分布函数(PDF)。每幅图示出了在解扩器的输出比特为固定的情况下，通过将切断比特1比特1比特地增加以及将饱和比特1比特1比特地减少的值。这时，当根据1比特窗口来检测解扩器输出的比特误码率(BER)时，在如图5所示切断2比特时获得最优BER。
因此，如上所述，根据在比特窗口中的解扩器输出的PDF和BER的测量结果，当饱和发生超过20％时，发生了急速的性能下降，而在饱和低于3％时，尽管在量化噪声增加时具有相当缓和的分布，性能降低仍然严重。
即，在该例中，最优定点存在于发生20％饱和的点和发生3％饱和的点之间，且性能变化不急剧。因此，对于终端性能，需要维持两个阈值(20％和3％)之间的解扩器输出的饱和率。然而，如果需要，可以使用饱和的其它值。
在本发明中，在步骤S2通过仿真而获得的两个阈值(20％，3％)用作确定输入比特(即，目标设备的输出比特)的切断位置参数。这时，一个阈值(3％)用作向上移动切断位置，而另一个阈值(20％)用作向下移动切断位置。
两个阈值，即，饱和阈值(20％)和切断阈值(3％)存储在切断位置控制器20中分别作为第一和第二基准饱和率(步骤S3)。
通常，如果解扩器的输入比特是n比特，则解扩器的可表达输出范围是-2n≤输出范围≤2n-1。如果发生了超过该范围的值，则解扩器不能表达相应的值，而只能将其表达为-2n或2n-1，这称作饱和。
饱和率检测器10测量解扩器的数字输出信号的真实饱和率(步骤S4)。如图2所示，饱和计数器50对包括在从解扩器输出的m比特数字输出信号进行-2n或2n-1的计数，以对饱和数量进行计数。操作单元60从饱和计数器50接收该计数值，并基于该计数值根据下面的公式计数饱和率(％)饱和率(％)＝(计数值/T)*100％其中，T是计数周期。
切断位置控制器20将从饱和率检测器10输出的测量饱和率与其中存储的第一和第二基准饱和率进行比较，并基于比较结果输出控制命令(步骤S5)。即，当测量的饱和率超过第一基准饱和率(20％)时，切断位置控制器20输出向下控制命令。然而，如果测量的饱和率低于第二基准饱和率(3％)，则切断位置控制器20输出向上控制命令。这时，控制命令的输出周期与饱和计数器50的计数周期(T)相同。
如图6所示，比特切断单元30根据从切断位置控制器20输出的控制命令(向上/向下命令)改变解扩器输出信号的比特切断位置，并因此确定最优定点(步骤S6)。为了达到这样的目的，如图3所示的移位寄存器31根据控制命令对其输入比特进行移位。例如，如果移位寄存器31收到向下命令，则移位寄存器31将输入比特向左移位1比特。如果移位寄存器31收到向上命令，则移位寄存器31将输入比特向右移位1比特。然后切断功能块32和饱和功能块33从经过移位的输入比特中分别切断切断比特和饱和比特，从而将m比特输入信号改变为n比特输出信号。
例如，当输入向下命令时，比特切断单元30将饱和比特减小1比特并将切断比特增加1比特。同时，当输入向上命令时，比特切断单元30将饱和比特增加1比特并将切断比特减小1比特。
现在参考图8描述图7的操作的更详细讨论。
根据外部环境改变的目标设备(例如解扩器)的数字输出信号的饱和率通过使用饱和率检测器10进行测量(步骤S10)。即，测量输入比特信号(即，目标设备的输出信号)的饱和率。
在测量了目标设备的饱和率之后，切断位置控制器20将测量的饱和率与存储的基准饱和率进行比较(步骤S11)，以检查测量的饱和率是否在第一和第二基准饱和率之间(步骤S12)。在该例中，第一基准饱和率大于第二基准饱和率。在检查中，如果测量的饱和率落入第一和第二基准饱和率之间，则中断该过程，并且维持测量信号输入比特的预设切断位置。
同时，如果测量的饱和率没有落入第一和第二基准饱和率之间，则切断位置控制器20将检查测量的饱和率是否大于第一基准饱和率(步骤S13)。
如果测量的饱和率大于第一基准饱和率，则切断位置控制器20将生成向下控制命令(步骤S14)。然而，如果测量的饱和率不大于第一基准饱和率，则切断位置控制器20将检查测量的饱和率是否小于第二基准饱和率(步骤S15)。
在检查中，如果测量的饱和率小于第二基准饱和率，则切断位置控制器20将生成向上控制命令(步骤S16)。即，如果测量的饱和率超过第一和第二基准饱和率之间的范围，则切断位置控制器20生成控制命令(向上/向下命令)以改变输入比特的切断位置。
尽管图7和8中讨论的方法可由图1-3所示的设备来实施，但本方法可使用被认为具有等同结构的其他适当设备来实施。
因此，比特切断单元30根据从切断位置控制器20输出的向下或向上命令将输入比特进行移位，从而确定最优定点(步骤S17)，其中输入比特即是解扩器输出比特的切断位置。
在本发明中，解扩器的输出用作示例只是用于解释的目的，只要任何设备或系统输出信号的范围是可变且宽阔的，它们都可以被采用并且不受到限制。
如上所述，在移动通信系统中用于确定定点的装置和方法具有如下优点由于最优定点是通过根据输入信号的改变对输入信号的比特切断位置进行改变而选择的，当将浮点转化为定点时，系统的性能可显著地改善并且硬件的复杂性可以大大地降低。
前述的实施例和优点仅仅是示例性的，它们不是对本发明的限制。这里的教导可以很容易地应用到其他类型的装置、系统、环境等。本发明的描述是示例性的，而不是对权利要求的限制。本领域的普通技术人员知晓本发明的许多选择、更改和变型。在权利要求中，装置加功能的语句意指覆盖执行所述功能的这里描述的结构，并且不仅仅是结构等价物而且是等价的结构。
权利要求
1.一种用于确定通信系统的定点的方法，该方法包括确定输入比特的饱和率；以及通过将确定的饱和率与基准饱和率信息进行比较，改变输入比特的切断位置。
2.如权利要求1所述的方法，还包括设置输入比特的初始切断位置；以及存储基准饱和率信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中基准饱和率信息包括分别指示饱和阈值和切断阈值的第一和第二基准饱和率。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在确定步骤中，通过下面的公式计算输入比特的饱和率饱和率(％)＝(输入比特的饱和数目/T)×100％，其中T是计数周期。
5.如权利要求1所述的方法，其中切断位置改变步骤包括检查确定的饱和率是否落入基准饱和率信息的第一和第二基准饱和率之间；如果确定的饱和率没有落入第一和第二基准饱和率之间，则生成控制命令以改变切断位置；以及根据控制命令改变输入比特的切断位置。
6.如权利要求5所述的方法，其中控制命令生成步骤包括检查确定的饱和率是否大于第一基准饱和率；如果确定的饱和率大于第一基准饱和率，则生成向下命令；如果确定的饱和率不大于第一基准饱和率，则检查确定的饱和率是否小于第二基准饱和率；以及如果确定的饱和率小于第二基准饱和率，则生成向上命令。
7.如权利要求5所述的方法，其中切断位置改变步骤包括根据控制命令对输入比特进行移位；以及从经过移位的输入比特中切断切断比特和饱和比特。
8.如权利要求6所述的方法，其中当收到向下命令时，输入比特向左移位1比特，而当收到向上命令时，输入比特向右移位1比特。
9.如权利要求6所述的方法，其中切断位置改变步骤包括当收到向下命令时，将输入比特的饱和比特减小1比特并将输入比特的切断比特增加1比特；当收到向上命令时，将输入比特的饱和比特增加1比特并将输入比特的切断比特减小1比特。
10.如权利要求1所述的方法，其中在确定步骤中，输入比特是目标设备的输出比特。
11.一种在通信系统中确定定点的方法，包括设置初始定点；存储基准饱和率信息；在初始定点处相对于目标设备的输出比特确定真实饱和率；通过将确定的饱和率与基准饱和率信息进行比较以生成控制命令；以及根据所述控制命令自适应改变初始定点的位置。
12.如权利要求11所述的方法，其中在饱和率确定步骤中，通过下面的公式计算真实饱和率饱和率(％)＝(输出比特的饱和计数值/T)×100％，其中T是计数周期。
13.如权利要求11所述的方法，其中在控制命令生成步骤中，如果确定的饱和率大于基准饱和率信息的第一基准饱和率，则生成向下命令，而如果确定的饱和率不大于第一基准饱和率且小于基准饱和率信息的第二基准饱和率，则生成向上命令。
14.如权利要求13所述的方法，其中定点位置改变步骤包括如果收到向下命令，则将饱和比特减小1并将切断比特增加1；以及如果收到向上命令，则将饱和比特增加1并将切断比特减小1。
15.一种用于确定通信系统的定点的装置，该装置包括饱和率检测器，用于检测输入比特的饱和率；切断位置控制器，用于将检测的饱和率与基准饱和率信息进行比较并基于比较结果生成控制命令；以及比特切断单元，用于根据从所述切断位置控制器输出的控制命令，自适应改变输入比特的切断位置。
16.如权利要求15所述的装置，其中饱和率检测器包括饱和计数器，用于对输入比特的饱和数目进行计数；以及操作单元，用于使用来自饱和计数器的计数值来计算输入比特的饱和率。
17.如权利要求16所述的装置，其中操作单元通过下面的公式计算饱和率饱和率(％)＝(饱和计数值/T)×100％，其中T是计数周期。
18.如权利要求15所述的装置，其中如果检测的饱和率没有落入基准饱和率信息的第一和第二基准饱和率之间，则切断位置控制器生成控制命令，其中如果检测的饱和率大于第一基准饱和率，则切断位置控制器输出向下命令，而如果检测的饱和率小于第二基准饱和率，则切断位置控制器输出向上命令，其中第一基准饱和率大于第二基准饱和率。
19.如权利要求15所述的装置，其中比特切断单元包括移位寄存器，用于根据控制命令对输入比特进行移位；切断功能块，用于从由移位寄存器进行移位的输入比特中切断切断比特；以及饱和功能块，用于从已经切断了切断比特的输入比特中切断饱和比特。
20.如权利要求19所述的装置，其中如果输入向下控制命令，则移位寄存器将输入比特向左移位1比特，而如果输入向上控制命令，则移位寄存器将输入比特向右移位1比特。
21.如权利要求15所述的装置，其中如果控制命令是向下命令，则比特切断单元将饱和比特减小1比特并将切断比特增加1比特，而如果控制命令是向上命令，则比特切断单元将饱和比特增加1比特并将切断比特减小1比特。
22.一种用于确定通信系统的定点的设备，包括用于确定输入比特的饱和率的装置；以及用于基于将确定的饱和率与至少一个基准饱和率进行比较而改变输入比特的切断位置的装置。
23.如权利要求22所述的设备，其中确定装置通过下面的公式确定输入比特的饱和率饱和率(％)＝(输入比特的饱和数目/T)×100％，其中T是计数周期。
24.如权利要求22所述的设备，其中改变装置根据改变的切断位置对输入比特进行移位；并且该设备还包括用于从经过移位的输入比特中改变切断比特和饱和比特的装置。
全文摘要
公开了移动通信系统中确定定点的装置和方法。通过仿真来设置初始定点，并将目标设备的输出的饱和与基准饱和相比较。然后，根据目标设备的输出范围的改变，初始定点的位置自适应改变。因此，当将浮点转换为定点时，可以改善系统的性能，并减少硬件的复杂性。
文档编号H03M7/14GK1481181SQ0314909
公开日2004年3月10日 申请日期2003年6月26日 优先权日2002年9月7日
发明者朴坦中, 权圣乐, 朴熙杰 申请人:Lg电子株式会社