用于基于相量差异对数据进行编码的设备和方法 |
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| 申请号 | CN201180074581.8 | 申请日 | 2011-10-01 | 公开(公告)号 | CN103907295A | 公开(公告)日 | 2014-07-02 |
| 申请人 | 英特尔公司; | 发明人 | D.克斯林; M.C.法尔科纳; K.P.斯拉特里; H.G.斯金纳; | ||||
| 摘要 | 用于管理信息的方法包括：接收数据的位，在传输 频谱 的仅一个 频率 处确定用于位的相量，组合位的所述相量，其形成具有落在预定的范围内的谱 能量 的相量，以及从所述组合的相量的所述位形成码字。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种设备，包括： |
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| 说明书全文 | 用于基于相量差异对数据进行编码的设备和方法技术领域[0001] 本文中描述的一个或多个实施例涉及处理数据。 背景技术[0002] 数据终端正不断地发展以处理更大的市场需求。在这些终端中的输入/输出（I/O）单元生成干扰，其降低了接收器/发射器的性能。对降低干扰的一个尝试涉及使用导电屏蔽。该方法已经被证明对于不断增加的成本、重量、物理大小、制造时间和复杂性是不能令人满意的。附图说明 [0003] 图1示出了电子终端的示例。 [0004] 图2示出了用于在终端中处理数据的方法的一个实施例。 [0005] 图3(a)-3(c)示出了表示数据位的脉冲的频谱分量的示例。 [0006] 图4示出了用于4位码字的参考位位置的示例。 [0007] 图5示出了在不同的位位置处生成的相量绘图的示例。 [0008] 图6示出了针对不同的码字生成的相量绘图的示例。 [0009] 图7示出了用于生成码字的块编码技术。 [0010] 图8示出了由块编码产生的相图。 [0011] 图9示出了由零和块成对编码产生的相图。 [0012] 图10示出了通过使用零和块成对编码所生成的频谱图。 [0013] 图11示出了通过运行求和块编码所产生的相图。 具体实施方式[0014] 图1示出了用于发射和接收数据的电子终端10的示例。终端可以是各种便携式装置中的任何一个，其包括但不限于智能或其它类型的移动电话、媒体终端、媒体播放器、膝上型或笔记本计算机、个人数字助理、带有增强能力的照相机或摄像机、电视机或监视器、导航系统或者能够发射和接收数据的许多其它便携式装置中的任何一个。可替换地，终端可以是固定装置，诸如但不限于台式计算机或音频或扬声器系统。 [0015] 如图1所示，终端包括用于从信号线路6接收位流的处理器1、用于根据位流生成一个或多个预定的位长度的码字的码字缓冲器2以及一个或多个接口单元。位流可以来自将在终端上执行的多个应用、函数或操作中的任何一个。例如，位流可以对应于结合语音或音频呼叫传送的信息、诸如文本或电邮消息的消息或者由在终端上执行的应用生成的数据。 [0016] 处理器从位流中的位生成码字。处理器可以是一个或多个处理或控制器芯片，其执行用于整个终端的控制功能或者可以执行用于终端的一个或多个特殊的专用功能（诸如呼叫、消息或媒体传输和管理）。处理器由存储在终端存储器中的程序控制，并且沿着N位IO总线将码字传送到接口电路中的一个或多个，其中，例如，N可以包括或对应于在每一个码字中的位的数量。 [0017] 一个或多个接口电路可以包括有线接口3、无线接口4或者两者，其装备有各自的发射器（Tx）和/或接收器（R）电路。从这些电路传送的码字可以被包含在分组中并根据各种通信标准和或协议中的任何一个进行传送。在一个应用中，有线的接口可以是通用串行总线、以太网或者用于数据传输的其它协议接口。 [0018] 图2示出了在用于在终端中处理数据的方法的一个实施例中包括的操作。终端可以是图1所示的终端或者另一种类型的终端。最初的操作包括接收位流（块100），其可以包括以前面提到的方式中的任何方式生成的位。在一个说明性应用中，位对应于将通过无线接口从智能电话传送的呼叫或消息。 [0019] 第二操作包括在预定的谱频率范围内确定用于位流中的每一个位的相量，所述预定的谱频率范围小于针对数据终端进行数据通信所在的整个谱频率频谱。根据一个实施例，在仅单个谱频率处确定用于每一个位的相量。（块110）。 [0020] 此外，用于每一个位的相量可以以各种方式进行确定。一个方式开始于以下理解：在IO总线上的单个数据位可以由在单个频率处的脉冲随着时间在频谱上进行表示。在位流中的每一个脉冲（位）对位流波形的净频谱有贡献，并且可以由以下的方程式（1）表示： （1） 该方程式的该意义可以参考图3(a)到(c)进行解释。在这些图中，A是脉冲幅度，BR是总线位速率，BT是位时间（位速率的倒数），并且b是位位置（在位时间中从零开始测量的）。 [0021] 在图3（a）中，脉冲位置位于最初的时间处（t=0），谱量值采取从在时间t=0处的峰值位置开始的下降波形的形式，并且在BR与2BR之间的频率处确立最小值，并且谱相位基本上是0°。 [0022] 在图3（b）中，脉冲位置位于时间t=BT处，谱量值具有实质上相同的下降波形，并且谱相位是一系列连接的下降斜坡波形（例如，锯齿），每一个斜坡波形在一个BR的频率范围上横越360°的相位范围。 [0023] 在图3（c）中，脉冲位置位于时间t=2BT处，谱量值具有相同的下降波形，并且谱相位是一系列连接的下降斜坡波形，每一个斜坡波形在½BR的频率范围上横越360°的相位范围。 [0024] 根据这些图和方程式（1），数据位的相量可以被定义为由在感兴趣的单个频率处取得的位的谱量值和相位角给出的复向量（在复平面中的向量）。为了帮助理解这些相量，考虑码字由四个位形成的情况，其中每一个位由占据如图4所示的四个位位置（b=0、1、2和3）之一的相量来表示。这些位位置可以针对位速率BR=¼具有由方程式（2）和（3）定义的谱量值和相位。 （2） （3） 给定了这些方程式，用于在时间t=0处的脉冲的在四分之一位速率的频率处的相量由图5中的箭头X示出。如所示的，该箭头具有量值和相位，其中该相位落在绘图的实轴上。 对于0到3Bt的脉冲时间段，用于在时间t=0处的位的相位对应于位位置b=0，并且在该位置处、在位位置4、8等等处进行重复。 [0025] 位于由一个位时间（t=BT）延迟的时间处的数据位的相量在位位置b=1、5等等处将具有沿着绘图（顺时针方向继续前进）的虚轴向下指的相同量值的箭头。位于由两个位时间（t=2BT）延迟的时间处的数据位的相量在b=2、6等等的位位置处将具有沿着绘图的实轴指向的相同量值的箭头。并且，位于由三个位时间（t=3BT）延迟的时间处的数据位的相量在b=3、7等等的位位置处将具有沿着绘图的虚轴向上指的相同量值的箭头。 [0026] 前面提到的相量基于参数的说明性集合生成以供在生成4位码字中使用。在其它的实施例中，参数可以从位到位或者码字到码字改变以生成不同谱量值、相位和/或位位置的相量。（在随后的图中将更详细地讨论10位码字示例）。 [0027] 通过使用基于图3-5所示的谱特性、脉冲位置和位位置定义的相量，可以从位流中的位生成码字。（块120）。可以根据将描述的实施例以各种方式生成码字。生成码字的方式可以降低谱能量和/或达到用于数据传输的某个预定的谱能量的水平。 [0028] 当码字以降低谱能量的方式生成（例如，与例如使用不同的基础来组合位以生成码字的其它技术相比）时，在终端中的干扰量可以被成比例地降低，由此减轻对使用导电屏蔽的需要。在其它的实施例中，可以调整谱能量以达到不同的效果。此外，本文中描述的方法可以与先前描述的导电屏蔽技术相组合。 [0029] 一旦形成码字，则可以基于包括在位流频谱中的单个频率处的码字的各个位的相量的和来针对在该频率处的码字生成相量。（块130）。在码字中的每一个位的相量可以例如以由方程式（4）示出的方式进行求和。（4） 其中xb表示具有0或1的逻辑值的每一个位。 [0030] 图6示出了如何可以基于对根据图3-5所示的谱特性、脉冲位置和位位置所定义的位相量的和来形成用于4位码字的相量的示例。如图6所示，可以在具有实轴和虚轴的绘图上表示用于每一个码字的相量。当对用于每一个位的相量求和时，用于位的0的逻辑值被认为不具有相量，而1的逻辑值被认为具有相量。因此，为每一个码字生成的相量实际上是通过仅考虑值为1的位的相量所生成的。 [0031] 在图6的绘图上示出了下面的示例。包含有下面的位的码字：0000、0101、1010、1111的相量对于实分量和虚分量都具有零值。这是因为在假定每一个值为1的位的相量具有相同量值的情况下，这些位值的相量的和将彼此抵销。 [0032] 例如考虑码字0101在b=1和b=3位置处具有1位的值。这些值为1的位的相量通过将图5中的用于b值的角度作为参考而分别具有在270°和90°处的谱相位角。当相加时，相位角的和等于360°（或等效地0°），并且它们的谱量值（相等但在符号上相反）的和也等于零。结果，码字0101的相量落在由圆圈A指示的绘图的原点处，其对应于零谱能量。对于码字0000、1010和111也生成相同的相量。 [0033] 用于其它码字的相量不落在绘图的原点处。例如，用于码字0001和1011的相量对应于在圆圈B中的值。该相量具有与指向圆圈B的箭头的长度对应的量值（其表示用于个别的值为1的位的相量的量值）以及基于这些码字中的值为1的位的相位角的和所生成的相位角。用于码字0011的相量被示出为在圆圈C内并具有的量值等于值为1的位的量值的向量的量值的 倍以及135°的相位角。其它码字的相量可以通过使用这些原理来绘制。 [0034] 在图6的说明性实施例中，用于每一个位的相量被假定为具有实质上相同的谱量值。然而，在其它实施例中，用于每一个位值的相量可以具有不同的值，其将被反映在从这些位的相量的和所生成的码字的相量中。基于包括码字的位的相量求和生成码字提供了控制待传送的数据的谱能量的计算上有效的方式。根据一个实施例，该方法可以用来控制终端中最终生成的干扰的量。 [0035] 一旦确定了在一个频率处生成的用于码字的相量，则可以通过接口（诸如图1所示的任意一个接口）传送码字。现在将讨论在图2中的块120中的如何可以生成码字的示例。 [0036] 块编码可以以各种方式执行块编码。一种方式（被称作最小量值块编码）涉及执行预定长度的数据字到码字的一对一映射。参考图7，该编码技术包括基于方程式5计算用于每一个位的相量的角度。（块210）。 θk = 2πkf’ 对于 k = 1到n 和 f’ = fr / fb （5） 其中n是包括每一个码字的位的数量，fr是单个无线电频率，并且fb是数据位速率。接下来，用于每一个位的相量的坐标是通过使用方程式6来计算的。（块220）。 Rk = Cos θk和 Ik = Sin θk 对于 k = 1到n （6） 码字功率谱密度（PSD）从方程式7计算。（块230）。 n 对于 2 码字， （7） 其中，c = {x1, x2, … xn} 然后，以与码字的一对一对应关系映射数据字，所述码字具有从由方程式7计算的Pc值取得的预定数量的最小PSD中的一个或多个。（块240）。该一对一映射可以基于各种标准中的一个标准来执行。 [0037] 一个标准涉及将码字映射到数据字，所述码字在所有可能的码字当中具有在预定的调试频率（mitigation frequency）处的最小相量量值。该方法创建了谱陷波，其可以用作达到性能的特定水平的基础，作为限制干扰的方式，其例如可以将在最小或降低的谱能量处传送数据。 [0038] 另一个标准涉及在所有位位置中映射具有相等值的码字（或者其在预定的容差内几乎相等），或者在所有位位置中码字的和具有相等或几乎相等的值的情况下映射码字。这可以最小化或者在一些情况下甚至消除谱波形中的尖峰信号。 [0039] 另一个标准涉及映射具有小于预定的阈值或以其它方式最小化的相量位幅度的和的码字。 [0040] 图8示出了根据基于第一标准执行的块编码技术生成的用于码字的相量（示出为点）的绘图。在该绘图中，在圆圈内出现的码字被选择来映射到数据字。 [0041] 零和成对块编码另一种类型的块编码被称作零和成对块编码。该类型的编码涉及执行一对二映射，其中每一个数据字与唯一的编码对相关联，并且以交替的方式映射到该对的码字。同样地，在该方法中，可以以一对一的对应关系将一些数据字映射到零量值码字。也可以执行该方法使得没有码字属于多于一个代码对。 [0042] 根据一个实施例，可以从最小量值码字选择每一个对的成员，使得每一个对的相量和减小了某个预定的量或被最小化，从而使得该求和接近零或正好是零（如果可能）。此外，在每对上的和不是零的情况下，可以可选地选择码字以最小化在所有码字上的相量和。 [0043] 图9示出了可以根据该方法生成的相图的示例。在该示例中，许多个别的码字（其未成对）具有并因此将被映射到具有零或接近零的量值的相量。在相图中的圆圈R内示出了该类型的相量。 [0044] 成对地选择其它和/或剩下的码字，使得对应于对中的每一个对的相量将具有净零量值。这可以例如通过以下步骤来完成：定位用于具有反向的量值和相位角的各个的码字的相量，使它们成对，并接着基于这些对生成数据字。每一个数据字基于两个码字以形成一对二映射。在相图中的圆圈S1、S2和S3中示出了相量对的示例。附加地，或可替换地，可以实现该方法，使得每当码字被映射到圆圈的这些对中之一时，可以交替地选择使用哪一个码字，使得用于该码字的相量贡献在平均上相互抵销至零。 [0045] 图10示出了可以针对在四分之一位速率的单个无线电频率处通过使用用于3位或4位码字映射的零和块成对编码来生成（或者等效地可以针对该频率的任何奇倍数来产生）的谱波形图的示例。如在该图解中示出的，在大约0.25和0.75的标准化频率处生成两个陷波。在该示例中，通过在该类型的编码中的相量抵销所生成的陷波指示了IO总线能量可以被降低大于等于10dB或更多。 [0046] 运行求和块编码另一种类型的块编码被称作运行求和块编码。该类型的编码涉及执行一对p映射（p＞ 1），其中每一个数据字与具有p个码字的唯一的编码组相关联，并且被映射到在该组中（在接收器的带宽内）降低或最小化了运行信号相量的码字。在实现该方法中，没有码字可以属于多于一个编码组。 [0047] 同样地，可以从最小量值码字选择在每一个组中的码字，使得它们的相量和被降低或最小化（并且如果可能，使其为零）。 [0048] 在执行该类型的编码中，一些数据字可以可选地以一对一的对应关系被映射到零量值码字。同样地，码字可以被选择，使得它们的对应相量在相图中的共同的圆圈上的预定的间隔处被分隔开（或者甚至相等地分隔开）。在相等分隔应用中，这会要求在每一组中的选择的相量具有相同或类似的量值，具有在每一个码字与在圆圈上或圆圈附近的任意一个方向上邻近或最接近的码字之间的2π/p辐射。 [0049] 图11示出了可以通过使用该类型的编码生成的相图的示例。在该示例中，一个数据字可以被映射到四个可能的码字（p=4）。这四个码字的相量被示出在图解中的圆圈T1到T4中。如果数据流的运行相量达到与这些圆圈中的相量相对应的数据字落在给定的象限时的点，则具有在相对象限中的相量的码字连同沿着或基本上沿着圆圈放置的反向相量的另一对一起被选择，以由此生成用于被降低的或被有效地抵销的4码字组的相量。然后该组被映射到待传送的数据字。 [0050] 可以为了将数据字映射到码字的目的而使用其它类型的编码。一个示例包括位填充，其中选择填充位或虚位以最小化在接收器或发射器的带宽内的运行相量和。在一个实施例中，在数据流中的现有间隙期间可以将填充位（例如，非信息位）插入到IO总线上，其可以包括在总线空闲状态期间或者分组间间隙发生的情况中的一个或多个。 [0051] 另一种类型的编码被称作运行相位差异。根据该方法，数据以例如类似于数据加扰器的方式但基于在生成码字/相量的预定的无线电频率处生成在频谱中的一个或多个陷波的规则而被编码为运行流。该方法不同于开始所谓的“变白的”数据频谱的方法。 [0052] 另一种类型的编码被称作并串行编码。根据该方法，数据跨越IO总线宽度以及在时间上进行编码，以改善编码性能。并行射频干扰（RFI）编码的示例涉及将单端的线路编码为全差分线路。 [0053] 前面提到的实施例可以被实现在软件、硬件或者其组合中。当至少部分地实现在软件中时，可以将程序存储在终端中以控制处理器的操作，其例如可以被认为包含一个或多个终端芯片。程序可以被存储在计算机可读媒介上并且可以包括用于执行包含在本文中描述的方法的各种实施例中的操作的代码，所述计算机可读媒介诸如但不限于位于终端内或与终端耦合的存储装置或存储器。 [0054] 根据前面提到的实施例中的一个或多个，谱能量可以表示在IO总线上传送的码字（和/或由码字形成的数据字）的谱能量。在其它实施例中，可以在另一种类型的总线或信号线路上传送码字或数据字。虽然IO总线可以被认为是包括或执行本文中描述的实施例的终端或设备的内部特征，但是在其它实施例中，携带谱能量和干扰将被降低所针对的码字的总线或信号线路可以耦合至设备或终端或者位于设备或终端的外部。一个非限制性的示例将总线设想为通用串行总线（USB）或其它类型的外部接口。 [0055] 此外，根据本文中描述的一个或多个实施例生成的码字可以独立于包含在码字中的位的波形形状而被形成。因此，在流中的不同的位具有不同的脉冲或波形形状的情况下，在这些形状中的不同将不会不利地影响码字形成或使码字形成变复杂。 [0056] 此外，不同的位脉冲或波形形状可以具有不同的谱特性，但本文中描述的一个或多个实施例可以与这些相异的谱特性无关地或独立地生成码字，因为针对在传输频谱内的任何单个频率处的码字位生成的相量的谱量值可以在时间上独立于脉冲位置，并且在频谱的任何单个频率处的频谱相移可以在时间上与脉冲位置线性相关。 [0057] 本文中描述的一个或多个实施例尤其可以被应用在智能电话内，所述智能电话基于带有好几百可能的无线电信道的多个（例如，10）单独的无线电频带来进行操作。本文中描述的实施例可以被单独地应用以控制数据在这些频带和信道中的各自的频带和信道内的传输。此外，标准（例如，相量的谱频率范围（例如，在相图中的圆圈））可以基于存储在终端或设备中的预定信息而在频带间不同或甚至在信道间不同。 [0058] 在该说明书中对“实施例”的任何引用意味着结合实施例描述的特别的特征、结构或特性被包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现这样的短语不必须都指的是相同的实施例。此外，当结合任何实施例描述特别的特征、结构或特性时，提出的是，结合实施例中的其它实施例实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的眼界内的。任何一个实施例的特征可以与一个或多个其它实施例的特征相组合以形成新的实施例。 [0059] 此外，为了容易理解，特定的功能块可以已经被描绘为单独的块；然而，这些单独描绘的块应当不必然被解释为处于它们在本文中讨论或以其它方式呈现的次序中。例如，一些块可能能够以替换的次序、同步地等等执行。 |
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