專利名稱：用于不同通信標準間切換的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本公開涉及無線通信，更具體而言涉及用于在從一個通信標準向另一個標準改變被處理信號時進行切換的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
各種采用不同通信協(xié)議或標準的一組不同的異構無線網(wǎng)絡的可用性的出現(xiàn)提出了通用無縫接入的問題。無縫移動性的一個主要挑戰(zhàn)在于可靠的垂直(系統(tǒng)間)切換方案的可用性。高效的切換方案提高了服務質量并提供了無瑕疵的移動性。
隨著第四代(4G)無線通信的引入，這個問題變得尤其嚴重，其中該第四代無線通信能夠集成大量的不同無線技術。參見Q. Zhang等人在正EECommunication Magazine的2003年第41巻第11期pp.102-108的文章"Efficient mobility management for vertical handoff between WWAN andWLAN"。 4G中的系統(tǒng)要求假設平滑且快速的無縫交接。
在存在異構網(wǎng)絡的情況下，每個移動終端都處于至少一個網(wǎng)絡接入點的范圍(小區(qū)之內)之內。所述小區(qū)通常彼此重疊，并且對于移動主機而言，判斷應當接入哪個網(wǎng)絡的哪個基站是一個關鍵問題。本公開僅考慮垂直切換，例如信號傳輸從Wi-Fi (正EE 802.11)基站到重疊的蜂窩網(wǎng)絡的轉變。在蜂窩電信中，術語"切換"是指將正在進行的呼叫或數(shù)據(jù)會話從與 核心網(wǎng)絡相連的一個信道轉移到另一個的過程。主要的要求是該過程不應 該導致業(yè)務中斷。存在兩種類型的切換水平切換和垂直切換。在水平切 換中，所述服務在采用相同協(xié)議的兩個基站之間轉移。在這種情況下，不 需要改變所使用的調制解調器的結構和參數(shù)。然而，在垂直切換中，在采
用不同通信標準的不同網(wǎng)絡之間，例如在GSM和WLAN之間，存在轉移。 在這后一種情況下， 一旦完成轉移，就應當激活完全不同的協(xié)議和調制解 調器。
切換可以是硬切換或軟切換。在硬切換的情況下，允許移動終端在給 定時間維持與僅僅一個基站間的連接。與硬切換相反，在軟切換的情況下， 移動終端同吋與至少兩個基站間保持無線連接。盡管軟切換為將傳輸從一 個基站轉移到另一個基站提供了更為平滑的方式，但是在垂直切換中，硬 切換更為常用。
存在兩種類型的垂直切換..向上垂直切換和向下垂直切換。向上垂直 切換是漫游到帶寬更低的重疊區(qū)(overlay),向下垂直切換是漫游到帶寬更 大的重疊區(qū)。例如，參見N.Nasser ， A.Hasswa ， H.Hassanein在正EE Communications Magazine, 2006年10月pp.96-134的文^"Handoffs in fourth generation heterogeneous networks"o向下垂直切換對時間要求較不嚴格，因 為移動裝置可以保持連接到上方重疊區(qū)。
對于無縫垂直切換而言，低延遲和最小的分組丟失是關鍵的。參見 J.McNair和F.Zhu在正EE Wireless Communications 2004年第11巻第3期 pp.8-15 中的文章"Vertical handoffs in fourth-generation multi-network environments"。這可以通過考慮用于垂直切換和連接維護的網(wǎng)絡狀態(tài)來實 現(xiàn)。參見C.Guo等人在IEEE JSAC 2004年第22巻第5期pp.834-848中的 文章"Aseamless and proactive end-to-end mobility solution for roaming across heterogeneous wireless networks ,，。
切換過程可靠性和使切換嘗試次數(shù)最小化(節(jié)省功率)的要求導致其 僅在目標網(wǎng)絡表現(xiàn)出毫無疑問的良好收發(fā)條件時的條件下才能實施。參見 N.Nasser禾卩H.Hassanein在A.Boukerch編輯的Handbook of Algorithms for Wireless Networking and Mobile Computing, Ch.l8， Chapmann Hall， CRCPress, pp.415-447中發(fā)表的"Radio resource management algorithms in wireless cellularnetworks"。在存在正確條件時，將發(fā)生切換過程，該切換過程通常 包括切換判定、無線鏈路轉移和信道分配的步驟。參見I. F.Akyildiz等人在 Proc.正EE 1999年第87巻第8期pp.1347-1384中的文章"Mobility management in next-generation wireless systems"。此夕卜，《言號強度禾口j言道可 用性不是對切換是否應該發(fā)生有影響的僅有因素。其他特征是服務質量、 服務成本、安全性、功率需求等。參見F.Zhu和J.McNair在Proc. IEEE WCNC 2004年pp.867-872中的文章"Optimizations for vertical handoff decision algorithms"。在A. Hatami等人在Proc.PIMRC'99, Osaka Japan 1999年 pp.760-764的文章"Analytical framework for handoff in non-homogeneous mobile data networks"中提出了用于分析垂直切換的數(shù)學框架。
實施垂直切換的標準方式是利用包含兩個(或更多)獨立調制解調器 和被配置為在必要時對用于在調制解調器之間進行交換的切換進行判定的 塊的系統(tǒng)，其中每種要使用的標準對應一個調制解調器。在切換期間，在 兩個均支持其自己的標準的調制解調器工作時，通常存在時間間隔，以便 確保從一種協(xié)議到另一種協(xié)議的無縫不中斷轉移。
然而，由于降低成本和復雜性的持續(xù)需求，在使用可重配置調制解調 器方面的興趣已經(jīng)在增加。這些設備允許為了實施若干標準的每一種而對 相同的硬件進行重新配置，同時其復雜度稍微超過用于實施最耗費標準的 硬件要求。在這種調制解調器中，同一硬件用于實施若干不同算法或具有 基本參數(shù)的若干可能性的算法，所述基本參數(shù)例如是所處理的數(shù)值的大小、 迭代次數(shù)等。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種集成芯片，該集成芯片供在對根 據(jù)至少兩種通信協(xié)議中的任一種編碼的信號進行處理時使用。所述芯片包 括可重配置架構，所述可重配置架構能夠被選擇性地設置成多個不同的配 置和一個中間配置，其中所述多個不同的配置中的至少一種配置對應于每 一相應協(xié)議，從而實施具有預定復雜度的相應協(xié)議的功能，所述中間配置 用于實施第一協(xié)議和第二協(xié)議之間的切換。設置所述中間配置，以便在所述切換期間同時實施所述第一和第二協(xié)議兩者的基本功能，并且實施所述 協(xié)議中的至少一種協(xié)議的復雜度低于與獨立地實施所述協(xié)議中的另一協(xié)議 相關聯(lián)的對應預定復雜度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種無線通信 設備，所述設備供在對根據(jù)至少兩種通信協(xié)議中的任一種編碼的信號進行 處理時使用，其中所述至少兩種通信協(xié)議中的每一個都由一系列算法定義。 所述設備包括天線、基帶處理器和配置件，所述天線用于接收或發(fā)送根 據(jù)多種通信協(xié)議中的任一種編碼的信號，所述基帶處理器用于處理所述天 線所接收或發(fā)送的信號。所述配置件包括可重配置架構，所述可重配置 架構能夠被選擇性地設置為多個不同的配置和一個中間配置，所述多個不 同的配置中的至少一種配置對應于每一相應協(xié)議，以便實施具有預定復雜 度的相應協(xié)議的功能，所述中間配置用于實施第一協(xié)議和第二協(xié)議之間的 切換，其中設置所述中間配置，以便在切換期間同時實施所述第一和第二 協(xié)議兩者的基本功能，并且實施所述協(xié)議中的至少一種協(xié)議的復雜度低于 與獨立地實施所述協(xié)議中的另一協(xié)議相關聯(lián)的對應的預定復雜度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造具有用于供在對根據(jù)多種通 信協(xié)議的任一種編碼的信號進行處理時使用的架構的集成芯片的方法，所 述多種通信協(xié)議中的每一種都由一系列算法定義，所述方法包括創(chuàng)建配置 件，以便使其包括可重配置架構，所述可重配置架構能夠被選擇性地設 置成多個不同的配置和一個中間配置，所述多個不同的配置中的至少一種 配置對應于每一相應協(xié)議，以便實施具有預定復雜度的相應協(xié)議的功能， 所述中間配置用于實施一種協(xié)議和第二協(xié)議之間的切換，其中設置所述中 間配置，以便在切換期間同時實施所述一種和第二協(xié)議兩者的基本功能， 至少一種協(xié)議的復雜性低于與獨立地實施另一協(xié)議相關聯(lián)的對應的預定復 雜度。


參考附圖，其中在所有附圖中，具有相同附圖標記的元件表示類似元 件，且其中
圖1是集成芯片架構的一系列方框圖，示出了在根據(jù)一種協(xié)議接收的
信號和根據(jù)第二協(xié)議接收的信號之間進行切換期間的劃分；
9圖2是根據(jù)所公幵的教導設計的集成芯片架構的方框圖；以及
圖3是根據(jù)所公開的教導設計的芯片架構的大功能(Megafimction)和 互連塊的方框圖。
具體實施例方式
下文描述一種可重配置調制解調器的模型，該可重配置調制解調器被 配置為在僅與基站中之一 (如硬切換中)間維持信息傳輸時提供垂直切換， 同時移動代理實現(xiàn)與其他站(如軟切換中)間的基本算法任務。關于垂直 切換的判定可以是主動的或由變化的收發(fā)條件所支配。參見L.-J.Chen等人 在希臘雅典2004年的Proc.4th AN WIRE Int'i Workshop on Wireless Internet and Reconfiurability中的文章"A smart decision model for vertical handoff"。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，設計可重配置調制調解器，以便在兩種標準 之間進行切換。調制調解器包括可重配置架構，該可重配置架構能夠被選 擇性地配置成多個獨立且不同的配置以及一個中間配置，所述多個獨立且 不同的配置中的至少一種配置對應于每一相應標準，以便實施具有預定復 雜度的相應標準的功能，所述中間配置用于實施一個標準和另一個標準之 間的切換。在切換期間，所述中間配置能夠實施第一和第二協(xié)議或標準兩 者的功能，第一和第二協(xié)議或標準中的至少一個的復雜性低于與所述至少 一個標準相關聯(lián)的對應預定復雜度。這種可重配置架構允許并行且獨立地 實施兩種標準，其中在兩個標準的切換期間，每個標準的性能降低。如本 文所使用的術語"復雜度"表示實施與特定標準相關聯(lián)的總共數(shù)量的算法 任務所需的資源量，其例如能夠采用MIPS (每分鐘百萬指令)表示，但是 該術語不應限于MIPS。其他測量值包括功耗和大小，但是這兩種測量值大 致與MIPS成正比。
典型地，可以按照如下方式實現(xiàn)切換。在所述切換之前，所述調制調 解器按照與支持一種特定標準對應的模式迸行配置。只要判定為轉移到不 同的標準，就將調制調解器重新配置為中間狀態(tài)，在所述中間狀態(tài)下，所 述調制解調器能夠支持兩種標準，其中在性能特征上可能存在損失。
與調制調解器的中間狀態(tài)相關聯(lián)的性能損失可以將其自身表達為例如 傳輸比特率的降低、差錯恢復力的降低、算法性能的降低、拒絕實現(xiàn)一些與網(wǎng)絡基礎設施的功能相關的任務(搜索、預失真等)等。這種性能損失 可能被單方面承擔或與基站協(xié)作承擔。
可以實施的且在任何兩個之間可能發(fā)生切換的標準的范例是與
PAN-LAN-MAN網(wǎng)絡相關聯(lián)的任何協(xié)議(例如標準正EE 802.11、 802.15、 802,16、 802.20、 GSM、 EDGE、 UMTS、 DVB等)。
在圖1中示出了用于實現(xiàn)上述目的的可重配置調制調解器的實施范例。 假設存在兩種現(xiàn)有標準(A和B)，每種標準的標準實施需要分別不同的調 制調解器架構，調制調解器A和調制調解器B。在用于單個標準實施的完 全模式下，調制調解器A使用200Mips，調制調解器B使用lOOMips來實 施對應的通信標準。在切換期間，調制調解器A的標準可能需要220Mips， 而標準B可能需要120Mips，以便避免性能損失。被重新配置為中間階段 的調制調解器C比調制解調器A或B更為復雜；但其復雜度小于調制調解 器A和B的復雜度之和。在標準的兩調制調解器解決方案中，在切換期間， 調制解調器A和B都工作。在所提出的解決方案中，調制調解器C被重配 置為中間階段，使其同時實施標準A和B，其中每個標準的性能都稍有降 低，花費140Mips來實施標準A，以及花費80Mips來實施標準B，其總和 為在可重配置調制調解器C中初始假設的220Mips。
為了例示重配置，考慮與對巻積碼的解碼相關的可重配置調制調解器 的一部分。假設，為了對兩種標準都進行解碼，需要同樣的Viterbi解碼器， 例如K-7的巻積碼。在僅使用一種標準期間，例如，可以設置Viterbi解碼 器的參數(shù)，使得軟比特的數(shù)量=6，回溯長度3Kbit。在切換期間，需要利 用相同的硬件實現(xiàn)兩個解碼器。這可以通過減少軟比特的數(shù)量(例如3和3 )， 例如追溯的大小(例如3和3Kbit)，例如使用縮減狀態(tài)解碼、序列解碼算 法等來完成。
在以下文獻中描述了用于上述切換的可重配置架構的范例Doron Solomon禾B Gilad Garon所發(fā)明的涉及"a Low-Power reconfigurable architecture for Simultaneous Implementation of Distinct Communication Standards"的美國專利公開申請No.2006/0010272 (2006年1月12日)； Doron Solomon和Gilad Garon所發(fā)明的涉及"a Method of and Apparatus for Implementing Fast Orthogonal Transforms of Variable Size"的美國專利公開申
ii請No. 2006/0010188;以及Doron Solomon和Gilad Garon所發(fā)明的涉及"a Method of and Apparatus for Implementing a Reconfigurable Trellis-Type Decoding"的美國專利公開申請No. 2006/0048037 (2006年3月2日)，所
有申請都轉讓給本受讓人，且在此通過弓I用將所有文獻并入本文。
美國專利公開申請No.2006/0010272 (2006年l月12日)描述了一種 芯片架構，該芯片架構供在對根據(jù)多個通信協(xié)議中的任一個編碼的信號進 行處理時使用，其中公開了所述多個通信協(xié)議中的每一個均由一系列算法 定義。所述芯片架構包括多個大功能和多個開關，每個大功能的形式都是 可重復使用、可重配置的功能塊，其供在實施實現(xiàn)每種通信協(xié)議的物理層 所需的不同算法時使用；多個開關被配置為對選擇控制信號做出響應，以 便互連用于對利用每種協(xié)議編碼的信號進行處理所必需的大功能。優(yōu)選地, 至少一些相同大功能用于兩種或更多協(xié)議的算法。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于提供切換的系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施 例包括利用了美國專利公開申請No.2006/0010272 (2006年1月12日)的
教導來提供必需的大功能的集成芯片架構，每種必需的大功能的形式都是 可重復使用、可重配置的功能塊，該功能塊供在兩種不同協(xié)議之間切換之 前、期間和之后實施實現(xiàn)每種通信協(xié)議的物理層所需的不同算法時使用。
如申請'272中所述，對于一些信號處理應用而言，尤其是對于根據(jù)各 種已知通信協(xié)議執(zhí)行信號而言，備選方式通?？梢员憩F(xiàn)出高度的并行性， 并受少數(shù)負責大部分執(zhí)行時間和能量的常規(guī)計算內核支配。對于這些應用 而言，通過以最低能量開銷在專用優(yōu)化處理元件上執(zhí)行給定類別或領域的 具有共同特征的應用的支配性計算內核，可能實現(xiàn)顯著的功率節(jié)省。在下 文中將聯(lián)合成大得多的優(yōu)化處理域的那些域應用稱為"大功能 (Megafonction )"。
在電子設計自動化(EDA)中一直使用術語"宏功能"來表示"插件" 或"成品(off-the-shelf)功能塊"，它們被插入更大的電子設計中并連接在 一起實現(xiàn)特定的軟件程序設計。所得到的軟件程序設計包括以匯編形式與 設計的其他部件集成在一起的成品功能塊。例如，可以將這種設計用于對 可編程邏輯器件進行編程或對ASIC進行布局。在EDA行業(yè)中，為這種預
定的成品功能塊賦予了多種名稱。范例包括大功能、內核、宏功能等。參
12見美國專利No.6401230。相反，在本公開中，術語"大功能"用于描述被 創(chuàng)建為配置件且可以適應性地重配置以實施實現(xiàn)多種通信協(xié)議的任一種的 物理層所需的(在參數(shù)上以及特性上)不同的算法的可重復使用的功能塊。 結果是，可以利用相同的系統(tǒng)架構處理根據(jù)任一種協(xié)議處理的信號。本公 開中的大功能不用在軟件程序設計中，在軟件程序設計中，所有參數(shù)都是 —經(jīng)固定則始終固定的。在本公開中，可以根據(jù)特定的通信協(xié)議重新配置 大功能(以及該架構的其他功能塊)、大功能(和其他功能塊)之間的互連 以及(如果必要的話) 一個或多個大功能的參數(shù)。
所得到的是域特有處理器，其設計涉及到對通用可編程器件的靈活性 進行折衷以實現(xiàn)更高層次的能量效率，同時保持在感興趣領域之內處理各 種算法的靈活性。其他處理器被設計來研究在硬件中實施的域的基本理念， 例如基于這種方案的Berkeley Pleiades架構(例如參見A.Abnous和J.Rabaey 在 Proceedings of the IEEE VLSI Signal Processing Workshop,San Francisco,1996年10月，中的"Ultra-Low-Power Domain-Specific Multimedia processors"),但是其具有小粒度的功能且效率不高。
圖2和3中示出了被制造成符合用于提供切換的可重配置芯片架構要 求的集成芯片實施例。芯片架構要求將包括如下基本功能部件
CPU10優(yōu)選是用于處理下述所需的較小計算機處理單元(a)對設備 的配置件部分所需的配置件部分進行控制，所述設備是網(wǎng)絡總線12、 1/0塊 14、 RAM塊16、大功能塊18、互連塊20、閃速存儲器塊22和時鐘24; 以及(b)根據(jù)芯片所處理的信號的協(xié)議，確定(fix)大功能塊18以及總 線12、 I/O塊14、 RAM塊16、互連塊20、閃速存儲器塊22和時鐘24的 配置。CPU10也可以通過計算次要和簡單的分配或任務，以及配置用于互 連大功能和I/O塊的總線來提供幫助。
可以根據(jù)協(xié)議對網(wǎng)絡總線12進行重新配置。I/O塊14優(yōu)選是將芯片與 外界連接的可配置I/O塊。其任務包括接收DSP算法的"匯編軟件"以及 接收輸入數(shù)據(jù)并遞送輸出的處理后的數(shù)據(jù)。RAM16是隨機存取存儲器，其 優(yōu)選被配置為存儲"匯編軟件指令"并高速緩存和緩沖數(shù)據(jù)。大功能塊18 優(yōu)選被配置成包括兩個或更多應用(即，協(xié)議)的主要DSP功能，通過將 DSP功能的每個域作為具有非凡效率的一個功能進行計算來處理所述應用?；ミB塊20優(yōu)選包括現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，其被配置為制作可重 配置網(wǎng)絡總線，該網(wǎng)絡總線連接芯片的所有部件，包括CPUIO、 I/O塊14、 RAM 16、大功能塊18以及閃速存儲器22和時鐘24?；ミB塊還可以被配置 為優(yōu)選在額外的存儲器中執(zhí)行次要和簡單的分配或任務。最后，閃速存儲 器20優(yōu)選用于在芯片運行其程序時存儲數(shù)據(jù)。閃速存儲器的形式優(yōu)選為 EEPROM， EEPROM允許在一次編程操作中擦除或寫入多個存儲位置，因 此在系統(tǒng)用EEPROM來同時對不同位置進行讀取和寫入時，EEPROM能夠 以更高效的速度進行工作。應當認識到，對于較不復雜的操作，可以使用 任何EEPROM。通過以不需要功率來維持芯片中信息的方式在硅芯片上存 儲所述信息，來將所述信息存儲在閃速存儲器中。因此，可以撤銷供應給 芯片的功率，并可以在閃速存儲器中保持信息而不消耗任何功率。此外， 閃速存儲器提供了快速讀取時間和固態(tài)抗沖擊性，使得閃速存儲器在諸如 電池供電的設備(例如蜂窩電話和PDA)上的數(shù)據(jù)存儲的應用中特別期望。 圖3示出了CPU10、大功能塊18、互連塊20之間的交互。如圖所示， 該架構能夠處理根據(jù)多個通信協(xié)議的任一種編碼的信號，其中所述多個通 信協(xié)議中的每一種由一系列算法定義。提供多個大功能作為配置件，每個 大功能的形式為可重復使用、可重配置的功能塊18A、 18B、 18C，用于實 施實現(xiàn)系統(tǒng)所處理的每種通信協(xié)議的物理層所需的不同算法以及協(xié)議之間 的切換?；ミB塊20包括多個開關，該多個開關被配置為對來自CPU 10的 選擇控制信號(指示要被處理的信號的協(xié)議)做出響應，以便互連對利用 每種協(xié)議編碼的信號進行處理所必需的大功能18。盡管圖3中示出了三個 大功能，應當認識到，可以使用任意數(shù)量的大功能。根據(jù)被處理信號的協(xié) 議，由從RAM16接收的信號對塊18的配置進行控制。優(yōu)選地，至少一些
相同大功能用于兩種或更多協(xié)議的算法。
在一個實施例中，至少一些大功能是參數(shù)化的，以及至少一些大功能 的參數(shù)適于根據(jù)通信協(xié)議動態(tài)改變。在另一個實施例中，至少一些總線12 (圖2所示)的大小適于根據(jù)通信協(xié)議動態(tài)變化。
用于改變參數(shù)化的大功能的參數(shù)的控制信號，以及用于重新配置大功 能和塊20的互連的一組信號優(yōu)選存儲在存儲器中，例如存儲在存儲器16 中，或者可以從芯片架構外部通過例如I/0塊14在線插入。所述芯片還包括分析器，所述分析器優(yōu)選由RAM 16中存儲的一部分信息構成并運行于 CPU10上，對其進行配置，以確定由芯片架構處理的信號的協(xié)議并施加必 要的控制信號，以便配置開關并互連根據(jù)確定的協(xié)議處理信號所必需的大 功能。所述分析器例如可以是由系統(tǒng)架構的CPU10執(zhí)行的算法、用于檢査 由芯片架構處理的信號強度的算法，或簡單地對用戶對系統(tǒng)架構的輸入做 出響應的算法。因此，所述芯片架構包括一些類型的控制，用于感測信號 的協(xié)議并操作開關和相應地配置大功能。也可以通過通信標準之間的切換 協(xié)議確定用于處理所述信號的協(xié)議。
至少一個協(xié)議能夠根據(jù)收發(fā)條件的變化在協(xié)議的不同階段實施相同的 算法，其中大功能被相應地配置。至少一個協(xié)議還能夠根據(jù)收發(fā)條件的變 化在協(xié)議的相同階段的不同大功能處實施相同的算法?？梢耘渲靡粋€或多 個大功能以實施任意數(shù)量的算法，所述任意數(shù)量的算法包括信號的正交 變換，例如余弦和正弦變換、希爾伯特變換和/或沃爾什函數(shù)；涉及傅里葉 變換和/或沃爾什-哈德曼變換的算法；對定義信號的格架迸行處理的算法； 搜索最小/最大權重路徑的算法、用于計算MAP的BCJR算法和/或信任擴 散算法；和/或實施矩陣矢量操作的算法，包括使用有限和/或無線域和矩陣 矢量操作支持的額外操作的算法，所述額外操作包括多項式巻積和矢量坐 標置換。還可以配置一個或多個大功能以實施包括矩陣與矢量的相乘、矢 量標量積和/或交織的過程；和/或實施對巻積碼進行解碼的過程。也可以配 置一個或多個大功能以實施對Turbo碼進行解碼的過程，實施對低密度奇 偶校驗(LDPC)碼進行解碼的過程；禾Q/或實施對諸如Reed-Solomn碼的代 數(shù)碼進行解碼的過程?？梢耘渲靡粋€或多個大功能以實施對已處理信號進 行均衡的過程;對已處理信號進行同步的過程;和/或實施對信號進行MIMO 處理的過程。最后，可以配置一個或多個大功能，使得至少一個協(xié)議實施 空時編碼/解碼功能。CPU還可以操作互連開關，從而可以互連不同的大功 能以在不同階段實施相同的算法，以便提供對用于實施協(xié)議的資源的高效 分配；和/或由在線條件設置至少一個參數(shù)化的大功能的至少一個參數(shù)，其 中由其參數(shù)由在線條件設置的同一大功能實施相同的算法。對于本領域的 技術人員來說，顯而易見的時，大功能的數(shù)量僅受設計芯片架構所針對的 協(xié)議數(shù)量限制。
15出于實施的目的，在使用圖2和3中所示的架構范例時，(在完成切換 之前或之后)僅利用一個標準，系統(tǒng)例如可以實施需要64種狀態(tài)的標準維 特比解碼算法?？梢岳?4個并行存儲器元件和同樣數(shù)量的相加-比較-選 擇(ACS)塊來實施這種算法。切換期間的中間狀態(tài)將要求支持對兩種巻 積碼(一種碼針對一種標準)同時進行解碼。然而，通過利用所給范例中 的可重配置架構，在切換期間利用中間配置來執(zhí)行兩種標準意味著僅僅存 儲器元件和ACS塊中的一半可用于對兩種標準分別所需的兩種巻積碼同時 進行解碼。因此，在給出的范例中，對于每種碼，僅僅32個并行存儲元件 和32個ACS塊是可用的。
在另一范例中，將存儲器元件和ACS塊劃分成兩個大小為32的子集。 盡管將所述劃分描述為兩個相等的子集，但應當明白，根據(jù)兩種標準的要 求可以將其劃分成兩個不同的子集。然后采用兩種簡化維特比解碼算法， 進行對根據(jù)兩種標準接收的信號的解碼過程。例如，在M.V.Eyuboglu和S.U. H.Qureshi在正EE Trans. Commun,1988年1月第36巻pp.13-20的文章 "Reduced-state sequence estimation with set partitioning and decision feedback"和A.Duel-Hallen和C.Heegard在IEEE Trans. Commun.1989年5 月第37巻pp.428-436的文掌'Delayed decision-feedback sequence estimation" 中描述了縮減狀態(tài)的維特比解碼。
縮減狀態(tài)解碼的應用將不會要求改變初始(在切換之前處理現(xiàn)有的標 準協(xié)議)完全維特比解碼器中的塊互連。盡管這種中間配置將導致一定的 性能劣化，但是其性能應當足以支持切換過程期間的連接性。
可以以使得性能損失最小化的方式來優(yōu)化算法資源之間的劃分調制調 解器架構?？赡茉诮K端狀態(tài)之間存在若干中間配置?？梢灶A先確定若干可
能的中間配置中的每一種，以及針對每種配置測量的性能特征，即確定在 切換期間執(zhí)行兩種協(xié)議所需的Mips。這種中間配置必定包括在將配置件劃 分成兩部分期間的變型，在切換期間每種協(xié)議對應于一個部分，對于每種 中間配置而言，可以確定切換期間每種協(xié)議的性能特征(Mips)。 一旦對各 種備選設置做出決定，就可以選擇造成性能損失量最少的最好架構劃分， 以為切換提供最佳設置。
為了迸行實施，所述芯片優(yōu)選包括以下部分多個大功能，每個大功
16能的形式都是可重復使用、可重配置的功能塊，用于實施實現(xiàn)每種通信協(xié) 議的物理層所需的不同算法；以及多個開關，所述多個幵關用于對選擇控 制信號做出響應，以便互連對利用每種協(xié)議編碼的信號進行處理所必需的 大功能；其中至少一些相同的大功能用于所述一種和第二協(xié)議的算法。至 少一些大功能是參數(shù)化的，以及至少一些大功能的參數(shù)適于根據(jù)通信協(xié)議 動態(tài)改變。調制調解器還可以包括互連大功能的總線，并且至少一些總線 的大小可以適于根據(jù)通信協(xié)議動態(tài)變化。用于改變參數(shù)化的大功能的參數(shù) 的控制信號可以存儲在存儲器中，或者可以從芯片架構外部在線插入。所 述芯片還可以包括大功能之間的互連網(wǎng)絡以及用于存儲一組信號的存儲 器，該信號用于重新配置大功能和大功能之間的互連網(wǎng)絡，以便設置參數(shù) 以及與被處理信號的協(xié)議相關聯(lián)的算法。所述芯片還可以包括分析器，用 于針對所述一種和第二協(xié)議中的每種確定由芯片架構處理的信號的協(xié)議， 并施加必要的控制信號，以便配置開關并互連在切換之前根據(jù)一種協(xié)議處 理信號所需的大功能、在切換期間根據(jù)所述一種和第二協(xié)議處理信號所需 的大功能，以及在切換之后根據(jù)第二協(xié)議處理信號所需的大功能。所述分 析器可以是由系統(tǒng)架構執(zhí)行的算法。也可以將分析器算法用于檢査由芯片 架構處理的信號強度。分析器也可以對用戶給系統(tǒng)架構的輸入做出響應。 可以包括控制，所述控制用于感測信號的協(xié)議并操作開關以及相應地配置 大功能。最后，至少一種協(xié)議可以根據(jù)收/發(fā)條件的變化在協(xié)議的不同階段 實施相同的算法，和/或至少一種協(xié)議能夠根據(jù)收/發(fā)條件的變化在協(xié)議的相
同階段的不同大功能處實施相同的算法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，上述設置可以用于創(chuàng)建無線通信設備，該設
備供在對根據(jù)至少兩個通信協(xié)議的任一個編碼的信號進行處理時使用，所 述至少兩個通信協(xié)議中的每一個都由一系列算法定義。這種無線通信設備 包括天線、基帶處理器和配置件，所述天線用于接收和發(fā)送根據(jù)多種通 信協(xié)議的任一種編碼的信號，所述基帶處理器用于處理天線接收和發(fā)送的 信號，以及所述配置件包括能夠被選擇性設置成獨立和不同配置和中間配 置的可重配置架構，至少一種配置對應于每種相應協(xié)議，以便實施具有預 定復雜度的相應協(xié)議的功能，所述中間配置用于實施所述一種協(xié)議和第二 協(xié)議之間的切換，其中設置所述中間配置以便在切換期間同時實施所述一種和第二協(xié)議兩者的功能，兩種協(xié)議中的至少一種的復雜度低于與獨立實 施的至少一種協(xié)議相關聯(lián)的相應預定復雜度。該無線通信設備能夠用作發(fā) 射機，基帶處理器用于在發(fā)送信號之前根據(jù)所述協(xié)議的任一種對處理的信 號進行編碼。類似地，該無線通信設備能夠用作接收機，基帶處理器可以 用于在接收信號之后根據(jù)所述協(xié)議的任一種對處理的信號進行解碼。最后， 該無線通信設備能夠用作發(fā)射機和接收機兩者，基帶處理器可以用于在發(fā) 送編碼信號之前根據(jù)協(xié)議的任一種對處理的信號進行編碼，以及在接收己 處理信號之后根據(jù)所述協(xié)議的任一種對處理的信號進行解碼。
可以將調制調解器設計成采用任意數(shù)量的不同標準進行工作，從而可 以發(fā)生從一種到很多其他標準的任一種的切換。通過提供可以為不同通信 協(xié)議共享的資源并在切換期間犧牲一些性能，然后就可以將調制調解器容 易地實現(xiàn)為集成芯片。
權利要求
1、一種供在對根據(jù)至少兩種通信協(xié)議的任一種編碼的信號進行處理時使用的集成芯片，包括可重配置架構，所述可重配置架構能夠被選擇性地設置成多個不同的配置和一個中間配置，所述多個不同的配置中的至少一種配置對應于每一相應協(xié)議，從而實施具有預定復雜度的相應協(xié)議的功能，所述中間配置用于實施第一協(xié)議和第二協(xié)議之間的切換，其中所述中間配置被設置為使得在切換期間同時實施所述第一和第二協(xié)議兩者的基本功能，并且實施所述協(xié)議中的至少一種協(xié)議的復雜度低于與獨立地實施所述協(xié)議中的另一協(xié)議相關聯(lián)的對應的預定復雜度。
2、 根據(jù)權利要求l所述的集成芯片，包括多個大功能，每個大功能的形式都是可重復使用、可重配置的功能塊，用于實施實現(xiàn)每種通信協(xié)議的物理層所需的不同算法；以及多個開關，用于對選擇控制信號做出響應，以便互連對利用每種協(xié)議編碼的信號進行處理所需的大功能；其中至少一些相同的大功能用于所述一種和第二協(xié)議的算法。
3、 根據(jù)權利要求l所述的集成芯片，其中，至少一些所述大功能是參 數(shù)化的，并且至少一些所述大功能的參數(shù)適于根據(jù)所述通信協(xié)議動態(tài)改變。
4、 根據(jù)權利要求3所述的集成芯片，還包括互連所述大功能的總線， 且其中至少一些總線的大小適于根據(jù)所述通信協(xié)議而動態(tài)改變。
5、 根據(jù)權利要求3所述的集成芯片，其中，用于改變所述參數(shù)化的大 功能的參數(shù)的控制信號存儲在存儲器中。
6、 根據(jù)權利要求3所述的集成芯片，其中，用于改變所述參數(shù)化的大 功能的參數(shù)的所述控制信號是從芯片架構外部在線插入的。
7、 根據(jù)權利要求2所述的集成芯片，其中，所述控制信號存儲在存儲 器中。
8、 根據(jù)權利要求2所述的集成芯片，其中，所述控制信號是從芯片架 構外部在線插入的。
9、 根據(jù)權利要求2所述的集成芯片，還包括所述大功能之間的互連網(wǎng) 絡以及存儲器，所述存儲器用于存儲一組信號，所述信號用于重新配置大功能和所述大功能之間的互連網(wǎng)絡，以便設置與正被處理的信號的協(xié)議相 關聯(lián)的參數(shù)以及算法。
10、 根據(jù)權利要求1所述的集成芯片，還包括分析器，所述分析器用 于針對一種和第二協(xié)議的每種確定由芯片架構處理的信號的協(xié)議，并施加 必要的控制信號，以便配置所述開關并在切換之前根據(jù)所述一種協(xié)議對信 號進行處理所需的大功能進行互連、在切換期間根據(jù)所述一種和第二協(xié)議 對信號進行處理所需的大功能進行互連，以及在切換之后根據(jù)第二協(xié)議對 信號進行處理所需的大功能進行互連。
11、 根據(jù)權利要求10所述的集成芯片，其中，所述分析器是由所述系 統(tǒng)架構執(zhí)行的算法。
12、 根據(jù)權利要求10所述的集成芯片，其中，所述分析器是用于檢查 由所述芯片架構處理的信號強度的算法。
13、 根據(jù)權利要求10所述的集成芯片，其中，所述分析器對用戶給所 述系統(tǒng)架構的輸入做出響應。
14、 根據(jù)權利要求1所述的集成芯片，還包括控制，所述控制用于感 測所述信號的協(xié)議并操作所述開關以及相應地配置所述大功能。
15、 根據(jù)權利要求1所述的集成芯片，其中，至少一種協(xié)議根據(jù)收/發(fā) 條件的變化在所述協(xié)議的不同階段實施相同的算法。
16、 根據(jù)權利要求1所述的集成芯片，其中，至少一種協(xié)議根據(jù)收/發(fā) 條件的變化在所述協(xié)議的相同階段的不同大功能處實施相同的算法。
17、 一種供在對根據(jù)至少兩種通信協(xié)議的任一種編碼的信號進行處理 時使用的無線通信設備，其中所述至少兩種通信協(xié)議中的每種通信協(xié)議都山一系列算法定義，所述設備包括:天線，用于接收或發(fā)送根據(jù)多種通信協(xié)議的任-一種編碼的信號:基帶處理器，用于處理所述天線所接收或發(fā)送的信號；以及配置件，所述配置件包括可重配置架構，所述可重配置架構能夠被選擇性地設置成多個不 同的配置和一個中間配置，所述多個不同的配置中的至少一種配置對應于 每一相應協(xié)議，從而實施具有預定復雜度的相應協(xié)議的功能，所述中間配 置用于實施第一協(xié)議和第二協(xié)議之間的切換，其中所述中間配置被設置為在切換期間同時實施所述第一和第二協(xié)議 兩者的基本功能，并且實施所述協(xié)議中的至少一種協(xié)議的復雜度低于與獨 立實施所述協(xié)議中的另一協(xié)議相關聯(lián)的對應預定復雜度。
18、 根據(jù)權利要求17所述的無線通信設備，其中，所述無線設備為發(fā) 射機，所述基帶處理器在發(fā)送所述信號之前根據(jù)所述協(xié)議中的任一種對已 處理信號進行編碼。
19、 根據(jù)權利要求17所述的無線通信設備，其中所述無線設備為接收 機，所述基帶處理器在接收已處理信號之后根據(jù)所述協(xié)議中的任一種對所 述已處理信號進行解碼。
20、 根據(jù)權利要求17所述的無線通信設備，其中所述無線設備適于發(fā)射和接收，所述基帶處理器用于在發(fā)送編碼信號之前根據(jù)所述協(xié)議中的任一種對已處理信號進行編碼，以及在接收所述已處理信號之后根據(jù)所述協(xié)議中的任一種對已處理信號進行解碼。
21、 一種制造集成芯片的方法，所述集成芯片具有供在對根據(jù)多種通信協(xié)議的任一種編碼的信號進行處理時使用的架構，所述多種通信協(xié)議中的每一種都由一系列算法定義，所述方法包括創(chuàng)建配置件，使其包括可重配置架構，所述可重配置架構能夠被選擇性地設置成多個獨立且不同的配置和一個中間配置，所述多個獨立且不同的配置中的至少一種配置對應于每一相應協(xié)議，從而實施具有預定復雜度的相應協(xié)議的功能，所述中間配置用于實施一個協(xié)議和第二協(xié)議之間的切換，其中所述中間配置被設置為使得在切換期間同時實施所述一種和第二協(xié)議兩者的基本功能，所述多種通信協(xié)議中的至少一種協(xié)議的復雜度低于與獨立地實施所述至少一種協(xié)議相關聯(lián)的對應預定復雜度。
22、 根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，創(chuàng)建配置件的步驟包括如下步驟確定劃分所述中間配置中的架構的各種方式，并選擇所述中間配置的架構的劃分，使得與所述中間配置相關聯(lián)的性能損失最小。
全文摘要
一種供在對根據(jù)至少兩種通信協(xié)議的任一種編碼的信號進行處理時使用的集成芯片包括可重配置架構，所述可重配置架構能夠被選擇性地設置成多個不同的配置和一個中間配置，所述多個不同的配置中的至少一種配置對應于每一相應協(xié)議，從而實施具有預定復雜度的相應協(xié)議的功能，所述中間配置用于實施第一協(xié)議和第二協(xié)議之間的切換。所述中間配置被設置為在切換期間同時實施所述第一和第二協(xié)議兩者的基本功能，實施至少一種協(xié)議的復雜度低于與獨立地實施另一協(xié)議相關聯(lián)的對應預定復雜度。一種利用配置件形式的芯片的無線通信設備還可以包括天線，用于接收或發(fā)送根據(jù)多種通信協(xié)議的任一種編碼的信號；以及基帶處理器，用于處理所述天線所接收或發(fā)送的信號。最后，描述了一種方法。
文檔編號G06F15/78GK101636728SQ200780049118
公開日2010年1月27日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權日2007年1月2日
發(fā)明者D·所羅門, G·古里 申請人:阿蘇克斯有限公司