CN110024345B - 包含混合特定于处理模式选择的系数数据的实例的无线装置和*** - Google Patents
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Abstract
本文所描述的实例包含***和方法,所述***和方法包含具有将输入数据与特定于处理模式选择的系数数据混合的实例的无线装置和***。例如,具有处理单元的计算***可以将射频RF无线域中的针对传输的所述输入数据与所述系数数据混合,以生成表示根据特定处理模式选择处理的所述传输的输出数据。所述处理模式选择可以包含单一处理模式、多处理模式或完全处理模式。所述处理模式选择可以与无线协议的方面相关联。本文所描述的***和方法的实例可以以节省功率且节省时间的方式促进用于5G无线通信的数据的处理。
Description
背景技术
用于无线通信的数字信号处理如数字基带处理或数字前端实施方案可以使用一些硬件(例如,硅)计算平台来实施。例如,如由专用集成电路(ASIC)所实施的,多媒体处理和数字射频(RF)处理可以在无线收发器的数字前端实施方案中完成。各种硬件平台可以实施此数字信号处理,如ASIC、作为现场可编程门阵列(FPGA)的一部分实施的数字信号处理器(DSP)或片上***(SoC)。然而,这些解决方案中的每个通常需要实施硬件实施方案特定的定制信号处理方法。例如,数字信号处理器可以在FPGA的定制设计中实施针对数据的turbo编码应用。
此外,有兴趣将无线通信转移到“第五代”(5G)***。5G提供了提高速度和普及性的希望,但尚未设定处理5G无线通信的方法。
发明内容
本文公开了实例设备和***。实例***可以包含至少一个处理单元;以及用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述***执行操作。所述操作可以包括:接收与用于所述至少一个处理单元的处理模式相对应的处理模式选择;至少部分地基于所述处理模式选择接收射频(RF)无线域中的针对传输的输入数据;使用多个系数混合所述输入数据,其中所述多个系数特定于所述处理模式选择;以及基于使用所述多个系数混合所述输入而提供输出数据,其中所述输出数据表示根据所述处理模式选择处理的所述传输的一部分。
实例设备可以包含:至少一个处理单元,所述至少一个处理单元包含乘法/累加处理单元、存储器查找单元;以及用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述设备执行操作。所述操作可以包括:接收指示用于所述至少一个处理单元的处理模式的处理模式选择和关于无线协议的信息;以及在所述至少一个处理单元上实施所述处理模式。所述实施可以包括:基于所述处理模式和关于所述无线协议的所述信息在所述存储器查找单元处检索系数数据;在所述乘法/累加处理单元处将所述输入数据与所述系数数据相乘以生成处理结果;以及在所述乘法/累加处理单元处累加所述处理结果以生成指示输出数据的处理输出。所述操作可以进一步包括提供对应于根据所述无线协议处理的所述输入数据的估计的所述输出数据。
本文公开了实例方法。实例方法可以包含:接收与无线协议的方面相关联的处理模式选择;基于所述处理模式选择在至少一个处理单元上实施处理模式;使用多个系数混合在所述至少一个处理单元处接收的输入数据,其中所述多个系数特定于所述处理模式选择;以及基于使用所述多个系数混合所述输入数据而提供输出数据,其中所述输出数据表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的一部分。
附图说明
图1是根据本文描述的实例布置的计算***的示意图。
图2是根据图1的实例布置的计算***的示意图。
图3是无线发射器的示意图。
图4是无线接收器的示意图。
图5是根据本文描述的实例的无线发射器的示意图。
图6是根据本文描述的实例的无线发射器的示意图。
图7是根据本文描述的实例的无线发射器的示意图。
图8是根据本文描述的实例布置的方法的流程图。
图9是根据本文描述的实例布置的方法的流程图。
具体实施方式
以下阐述了某些细节以提供对本发明的实施例的充分理解。然而,对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在没有各种这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在一些实例中,未详细示出众所周知的无线通信部件、电路、控制信号、定时协议、计算***部件和软件操作,以避免不必要地模糊本发明的所描述的实施例。
有兴趣将无线通信转移到“第五代”(5G)***。5G提供了提高速度和普及性的希望,但尚未设定处理5G无线通信的方法。设计和处理用于无线通信的硬件平台的前置时间可能很重要。因此,在一些实例中,设计和/或处理可以使用可配置算法处理无线通信的用于5G无线通信的硬件平台可能是有利的-以此方式,可能不需要决定由硬件平台利用的算法,直到设计和/或制造了平台为止。
本文所描述的实例包含***和方法,所述***和方法包含具有将输入数据与系数数据混合的实例的无线装置和***。输入数据可以是用于数字信号处理而被输入的任何数据。系数数据可以是特定于无线协议的任何数据。无线协议的实例包含但不限于利用如滤波器组多载波(FBMC)、广义频分多路复用(GFDM)、通用滤波多载波(UFMC)传输、双正交频分多路复用(BFDM)、稀疏码多址接入(SCMA)、非正交多址接入(NOMA)、多用户共享接入(MUSA)和具有时频包装的超奈奎斯特(FTN)信令等无线协议的5G无线***。一般而言,包含任何5G无线协议的任何无线协议可以由如本文所公开的系数数据表示。输入数据可以与系数数据混合以生成输出数据。例如,具有处理单元的计算***可以将射频(RF)无线域中的针对传输的所述输入数据与所述系数数据混合,以生成表示根据所述RF无线域中的无线协议处理的传输的输出数据。在一些实例中,计算***生成输出数据的近似值。例如,输出数据可以是当在专门设计用于实施系数对应的无线协议的硬件(例如,FPGA)中处理输入数据时生成的输出数据的近似值。
虽然上文已经描述了根据RF无线域将输入数据与系数数据混合的实例,但是可以理解的是,可以从不同域如时域(例如,时分多址(TDMA))、频域(例如,正交频分多址(OFDMA))和/或码域(例如,码分多址(CDMA))的角度处理无线通信数据。
有利地,在一些实例中,本文描述的***和方法可以根据多个标准和/或使用多个应用来操作,包含对每个应用的改变或升级;与基于ASIC的解决方案的不灵活的框架形成对比。在一些实例中,如本文在实施乘法、加法或累加功能的处理单元方面所讨论的,本文所描述的***和方法的实例可以用此些功能在消耗最小功率的节省功率的框架上操作;与基于FPGA/DSP的解决方案的功率渴求框架形成对比。在一些实例中,本文所描述的***和方法可以从统一编程语言的角度使用基本集成的框架来操作;与用于集成SoC解决方案所需的各种编程语言形成对比,所述SoC解决方案可能在实施用于控制单元、计算单元、数据单元和加速器单元的异构接口时提出编程挑战。
本文所描述的实例包含***和方法,所述***和方法包含具有将输入数据与系数数据混合的实例的无线发射器和接收器。例如,如本文所描述的,无线发射器的数字信号处理方面可以通过将输入数据与系数数据混合来实施。以此方式,计算***可以输出表示RF前端的操作的数据以调制针对RF无线传输的输入数据。在一些实例中,系数数据可以与输入数据混合以表示某些操作,如:对所述输入数据进行块编码;交织块编码的输入数据;映射根据调制映射交织的所述块编码的数据以生成经调制输入数据;使用快速傅里叶逆变换(IFFT)将所述经调制输入数据转换为频域;以及混合使用载波信号转换为所述频域的所述经调制输入数据,所述载波信号进而生成输出数据。无线发射器和/或无线接收器在本文中可以被称为无线收发器。
本文所描述的实例包含用于训练具有系数数据的计算装置的***和方法。在一些实例中,无线发射器可以接收与RF无线传输相关联的输入。无线发射器可以作为RF前端执行如调制针对RF无线传输的输入数据等操作。可以将由无线发射器生成的输出数据与输入数据进行比较以生成系数数据。可以训练接收和比较那种输出数据连同其它对应的输入数据以及对应的后续输出数据的计算装置以基于特定设计的无线发射器的操作生成系数数据,使得使用系数数据混合任意输入数据生成输出数据的近似值,就好像其由特定设计的无线发射器处理一样。系数数据还可以存储于系数数据库中,每组系数数据对应于可以在RF域中利用的针对数据传输的无线协议。
在一些实例中,计算装置可以接收处理模式选择,例如从与计算***交互的用户接收处理模式选择。处理模式选择可以指示用于计算***的特定处理模式。如下文进一步描述的,处理模式可以对应于单一处理模式、多处理模式或完全处理模式。作为实例,完全处理模式可以是表示无线发射器的处理模式(例如,无线发射器处理模式)或表示无线接收器的处理模式(例如,无线接收器处理模式)。例如,无线发射器模式可以包括RF前端的操作。因此,当由计算装置接收此处理模式选择时,计算装置可以提供表示根据无线发射器模式处理的数据传输的输出数据。
一般而言,无线协议的任何方面可以用于生成系数数据,所述系数数据进而可以用于混合输入数据以生成表示在实施无线协议的那方面的硬件中处理的无线协议的那个方面的输出数据。例如,FPGA可以用于处理根据并入IFFT的无线协议发射的针对各种数据传输的IFFT。如本文所公开的,可以利用将输入数据与特定于IFFT操作的系数数据混合的计算***来生成表示IFFT的输出数据,就好像输入数据在被配置成处理IFFT的上述FPGA中处理一样。在一些实例中,计算***在比处理IFFT的FPGA更通用的设置中有利地执行。实施IFFT的FPGA可以是被优化成在IFFT的特定设置例如256点IFFT设置下执行的预先设计的硬件单元。因此,设计用于256点IFFT的FPGA限于以最佳方式执行指定256点IFFT的无线协议。但是,如果无线协议的特定实施方案指定要由FPGA执行的512点FFT,则FPGA可能无法在那个设置下以最佳方式执行。使用本文描述的***和方法的实例,计算***可以被有利地配置成根据***或用户输入(例如,处理模式选择)作为256点IFFT或512点IFFT操作,由此允许计算***在比被配置成实施特定类型的IFFT的FPGA更多的设置下以最佳方式执行。
虽然已经在IFFT方面描述了本文的一些实例,但是可以理解的是,可以通过将输入数据与系数数据混合来处理无线协议的各个方面以生成表示那个方面的输出数据。例如,可以用与输入数据混合的系数数据实施的无线协议的其它方面包含但不限于:无线发射器的基带处理、无线接收器的基带处理、数字前端发射器(例如,数字RF晶体管)的处理、模数转换(ADC)处理、数模转换(DAC)处理、数字上转换(DUC)、数字下转换(DDC)、直接数字合成器(DDS)处理、具有DC偏移补偿的DDC、数字预失真(DPD)、峰均功率比(PAPR)确定、波峰因数降低(CFR)确定、脉冲整形、镜像抑制、延迟/增益/不平衡补偿、噪声整形、数控振荡器(NCO)、自干扰消除(SIC)、任何调制算法、任何纠错编码或解码算法、信道估计、任何预编码算法及其组合。
图1是根据本文描述的实例布置于***100中的计算***110的示意图。计算***110耦合到可以存储系数数据的存储器130。计算***110可以经由例如网络120或其它电连接耦合到存储器130。存储于存储器130中的系数数据可以包含可以与本文描述的实例中由计算***110接收的输入数据混合的系数数据。计算***110还包含可以与计算机可读媒体115、117交互的处理单元112,所述计算机可读媒体两者可以用由一或多个处理单元112可执行的指令编码。如本文所使用的,术语计算机可读媒体可以包含存储媒体和通信媒体两者。实例计算机可读媒体可以包含以用于存储如计算机可读指令等信息的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除的媒体。
一或多个处理单元112可以使用例如具有任意数量的核的一或多个处理器实施。在一些实例中,一或多个处理单元112可以包含电路***,包含用于执行本文所描述的功能的定制电路***和/或固件。例如,如本文所描述的,电路***可以包含用于执行所描述的功能的乘法单元/累加单元。一或多个处理单元112可以是任何类型的,包含但不限于微处理器或数字信号处理器(DSP)或其任何组合。例如,一或多个处理单元112可以包含高速缓存级别,如一级缓存和二级缓存、核和寄存器。实例处理器核可以包含算术逻辑单元(ALU)、位操纵单元、乘法单元、累积单元、加法器单元、查找表单元、存储器查找单元或其任何组合。本文例如参考图2描述了处理单元112的实例。
例如,计算机可读媒体115可以用用于将输入数据与系数数据混合的可执行指令编码。例如,在5G无线传输***的背景下,用于将输入数据与系数数据混合的可执行指令可以包含用于向天线提供表示根据针对那个5G无线传输的无线协议处理的输入数据的输出数据的指令。用于将输入数据与系数数据混合的可执行指令可以进一步包含用于将输入数据的一部分与系数数据相乘以生成系数乘法结果并且累加系数乘法结果以与其它输入数据和系数数据进一步相乘和累加的指令,本文描述了所述可执行指令的实例。
例如,计算机可读媒体117可以用用于实施处理模式的可执行指令编码。处理模式选择可以使计算***110基于处理模式选择接收针对传输的输入数据。一般而言,计算***110可以根据各种处理模式处理输入数据。在一个实例中,多处理模式可以包含无线协议的至少两个方面,而单一处理模式包含无线协议的一个方面。除其它方面之外,无线协议的方面可以包含:快速傅里叶变换(FFT)处理、快速傅里叶逆变换(IFFT)处理、turbo编码、里德所罗门处理、解码、交织、解交织、调制映射、解调映射、加扰、解扰或信道估计。在一些实例中,输出数据可以被格式化,使得输出数据可以由另一个无线处理单元接收以进一步处理。例如,计算***可以在单一处理模式下操作为用于输出经编码数据的turbo编码操作。那种经编码数据可以被格式化成由另一个无线处理单元接收,如可以由计算***或由另一个计算***(例如,云计算***)区别地处理的交织。可以经由用户接口114接收处理模式选择。在一些实例中,可以通过解码和/或检查传入输入数据的某个部分来接收处理模式选择。例如,计算***110可以认识到,输入数据旨在使用特定处理模式例如通过识别指示输入数据中的那个处理模式的图案或其它签名进行处理。
用户接口114可以用多个输入装置中的任一个输入装置实施,包含但不限于触摸屏、键盘、鼠标、麦克风或其组合。用户接口114可以从用户接收例如关于处理模式选择的输入以指定用于一或多个处理单元112的处理模式。用户接口114可以将用户输入传送到计算机可读媒体115、117以对用户输入进行处理。实例用户接口114包含串行接口控制器或并行接口控制器,所述串行接口控制器或并行接口控制器可以被配置成与外部输入装置(例如,键盘、鼠标、笔、语音输入装置、触摸输入装置等)通信。
网络120可以包含有线网络或直接有线连接以及无线媒体,如声音、射频(RF)、微波、红外(IR)和其它无线媒体。
可以使用一或多个处理单元112可访问的任何存储媒体实施存储器130。例如,RAM、ROM、固态存储器、闪存、磁盘驱动器、***存储器、光学存储装置或其组合可以用于实施存储器130。存储器130可以存储本文描述的系数与无线协议和/或处理模式之间的关联性。
可以使用各种计算***中的任一个计算***实施计算***110,所述各种计算***包含但不限于一或多个台式计算机、服务器、膝上型计算机或其它计算机。计算***110通常包含一或多个处理单元112。可以使用任何用户通信装置将计算***100实施为移动通信装置,所述任何用户通信装置包含但不限于台式计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、平板机、电器、汽车或其组合。计算***110可以用移动应用(例如,一或多个处理单元112和用指令编码的计算机可读媒体,当被执行时,所述指令引起计算***110执行所描述的功能)编程以将输入数据与系数数据混合或指定处理模式。例如,计算***110可以被编程为从移动通信装置的触摸屏接收多处理模式将用于经由5G无线数据传输接收的数据的指示。
应当理解的是,***100的计算***的布置可以是相当灵活的,并且虽然未示出,但是应当理解的是,***100可以包含可以经由网络120连接、可以彼此结合操作以执行本文所描述的***和方法的许多计算***110。在一些实例中,计算机可读媒体115和存储器130可以使用相同的媒体实施,并且在其它实例中,可以使用不同的媒体实施。例如,虽然图1中示出了如耦合到网络120的存储器130,但是可以理解的是,存储器130还可以在计算***110中实施。另外,虽然图1中示出了单个用户接口114,但是可以理解的是,计算***110可以进一步包含任何数量的输入装置、输出装置和/或***部件。例如,用户接口114可以是移动通信装置的接口。
图2是根据本文描述的实例布置于***200中的处理单元112的示意图。如由执行指令115的计算机可读媒体115所实施的,处理单元112可以从计算***接收输入数据(例如,X(i,j))210a-c。处理单元212可以包含乘法单元/累加单元212a-c、216a-c和存储器查找单元214a-c、218a-c,当执行指令115时,所述乘法单元/累加单元和所述存储器查找单元可以生成输出数据(例如,B(u,v))220a-c。乘法单元/累加单元212a-c、216a-c将来自输入数据210a-c的两个操作数相乘以生成由乘法单元/累加单元212a-c、216a-c的累加单元部分累加的乘法处理结果。乘法单元/累加单元212a-c、216a-c将乘法处理结果相加以更新存储于累加单元部分中的处理结果,由此累加乘法处理结果。例如,乘法单元/累加单元212a-c、216a-c可以执行乘法-累加操作,使得两个操作数A和B相乘,并且然后与C相加以生成存储于其相应的乘法单元/累加单元中的新版本的C。存储器查找单元214a-c、218a-c检索存储于存储器130中的系数数据。例如,存储器查找单元可以是检索特定系数的表查找。存储器查找单元214a-c、218a-c的输出被提供给可以用作乘法单元/累加单元212a-c、216a-c的乘法单元部分中的乘法操作数的乘法单元/累加单元212a-c、216a-c。在一些实例中,可以执行指令117以促进选择用于处理单元112的特定处理模式。使用此电路***布置,可以从输入数据(例如,X(i,j))210a-c生成输出数据(例如B(u,v))220a-c。
在一些实例中,例如来自存储器130的系数数据可以与输入数据X(i,j)210a-c混合以生成输出数据B(u,v)220a-c。基于输入数据X(i,j)210a-c的系数数据与输出数据B(u,v)220a-c的关系可以表示为:
其中a'k,l、a”m,n分别是第一组乘法/累加单元212a-c和第二组乘法/累加单元216a-c的系数,并且其中f(·)代表由存储器查找单元214a-c、218a执行的映射关系。如上文所描述的,存储器查找单元214a-c、218ac检索系数以与输入数据混合。因此,可以通过使用存储于与期望的无线协议相关联的存储器中的一组系数用乘法/累加单元操纵输入数据来提供输出数据。使用存储于与期望的无线协议相关联的存储器中的另外的系数组,可以通过另外的乘法/累加单元来操纵所得的映射数据。在处理单元112的每个级处相乘的系数组可以表示或提供根据特定设计的硬件(例如,FPGA)中的无线协议对输入数据的处理的估计。进一步地,可以示出的是,如由方程5所表示的,***200可以在一些实例中接近具有任意小误差的任何非线性映射,并且***200的映射由系数a'k,l、a”m,n确定。例如,如果此些系数数据被指定,则输入数据X(i,j)210a-c与输出数据B(u,v)220a-c之间的任何映射和处理可以由***200完成。如源自***200中描绘的电路***布置的此关系可以用于训练计算装置110以生成系数数据。例如,使用方程(1),计算装置110可以将输入数据与输出数据进行比较以生成系数数据。
在***200的实例中,处理单元112利用存储器查找单元214a-c、218a-c将系数数据与输入数据X(i,j)210a-c混合。在一些实例中,存储器查找单元214a-c、218a-c可以称为表查找单元。系数数据可以与输入数据X(i,j)210a-c到输出数据B(u,v)220a-c的映射关系相关联。例如,系数数据可以表示输入数据X(i,j)210a-c到输出数据B(u,v)220a-c的非线性映射。在一些实例中,系数数据的非线性映射可以表示高斯函数、分段线性函数、S形函数、薄板样条函数、多元二次函数、三次近似、逆多元二次函数或其组合。在一些实例中,可以去激活存储器查找单元214a-c、218a-c中的一些或全部。例如,存储器查找单元214a-c、218a-c中的一或多个可以作为具有单位增益的增益单元操作。在此情况下,可以执行指令117以促进选择用于存储器查找单元214a-c、218a-c中的一些或全部的单位增益处理模式。
在一些实例中,执行指令115以确定系数数据中的一些是否相同。在此情况下,可以执行指令117以促进选择用于相同系数的单个存储器查找单元。例如,如果要由存储器查找单元214a和214b检索的系数数据相同,则单个存储器查找单元214可以替换存储器查找单元214a和214b。继续在实例中,可以进一步执行指令117以配置存储器查找单元214a以在不同时间或同时从乘法单元/累加单元212a和乘法单元/累加单元212b两者接收输入。
乘法单元/累加单元212a-c、216a-c中的每个可以包含多个乘法器、多个累加单元和/或多个加法器。可以使用ALU实施乘法单元/累加单元212a-c、216a中的任一个。在一些实例中,乘法单元/累加单元212a-c、216a-c中的任一个可以包含一个乘法器和一个加法器,所述乘法器和所述加法器各自分别执行多次乘法和多次加法。乘法/累加单元212、216的输入-输出关系可以表示为:
其中“I”表示在那个单元中执行乘法的数量,Ci是可以从如系数数据存储器130等存储器访问的系数,并且Bin(i)表示来自输入数据X(i,j)210a-c或来自乘法单元/累加单元212a-c、216a-c的输出的因子。在一个实例中,一组乘法单元/累加单元的输出Bout等于与另一组乘法单元/累加单元的输出Bin(i)相乘的系数数据之和Ci。在实例中,Bin(i)还可以是输入数据,使得一组乘法单元/累加单元的输出Bout等于与输入数据相乘的系数数据之和Ci。
在处理单元112被实施为根据无线协议向数据提供有待根据所述无线协议在传输中发射的输入数据的一些实例中,输出数据B(u,v)220a-c可以以如下方式源自***200的输入。输入数据X(i,j)210a-c可以表示为待调制的并且用于生成用于DAC的输出数据B(u,v)220a-c的符号,由此通过天线(例如,RF天线)格式化针对传输的输出数据。在一些实例中,输入210a-c可以表示为:
其中n是时间索引,k是子载波索引,m是时间符号索引,M是每个子载波的符号数量,K是活动子载波的数量,并且N是子载波的总数(例如,离散傅里叶变换(DFT)的长度),x(n)是输入数据X(i,j)210a-c,n]是整形滤波器系数,并且d(k,m)是与第m个符号相关的经编码数据。在***200实施OFDM的一些实例中,方程3可以进一步概括为:
其中gk(n)是第k个滤波器的脉冲响应。因此,具有矩形脉冲响应的滤波器可以表示输入数据X(i,j)210a-c。并且方程5还可以表示为:
其中B是子带的数量,Kb是第b个子带中的子载波的数量,gk(b,n)是第b个子带中对应的第k个滤波器的脉冲响应。
图3是无线发射器300的示意图。无线发射器300接收输入数据X(i,j)310并执行RF前端的操作以生成针对无线传输的输出数据B(u,v)330。在输出数据在RF天线336上发射之前,输出数据B(u,v)330由功率放大器332放大。RF前端的操作通常可以用模拟电路***执行或者作为用于实施数字前端的数字基带操作被处理。RF前端的操作包含加扰器304、编码器308、交织器312、调制映射316、帧适配320、IFFT 324、保护间隔324和频率上转换328。
加扰器304将输入数据转换为伪随机或随机二进制序列。例如,输入数据可以是被转换成具有生成多项式的伪随机二进制序列(PRBS)的传输层源(如MPEG-2传输流和其它数据)。虽然在生成多项式的实例中进行描述,但是各种扰码器304都是可能的。编码器308可以对从加扰器输出的数据进行编码以对数据进行编码。例如,里德-所罗门(RS)编码器或turbo编码器可以用作外部编码器,以生成用于通过加扰器304馈送的每个随机化传输包的奇偶校验块。在一些实例中,奇偶校验块和传输包的长度可以根据各个无线协议而变化。交织器312可以交织由编码器308输出的奇偶校验块,例如,交织器312可以利用卷积字节交织。在一些实例中,可以在编码器308和交织器312之后执行另外的编码和交织。例如,另外的编码可以包含内部编码器,所述内部编码器可以进一步对从交织器输出的数据进行编码,例如使用具有某一约束长度的刺穿卷积编码。另外的交织可以包含形成接合块组的内部交织器。虽然在RS编码、turbo编码和刺穿卷积编码的背景下进行了描述,但是各种编码器308都是可能的。虽然在卷积字节交织的背景下进行了描述,但是各种交织器308都是可能的。
调制映射316调制从交织器312输出的数据。例如,正交幅度调制(QAM)可以通过改变(例如,调制)相关载波的幅度来映射数据。各种调制映射都是可能的,包含但不限于:正交相移键控(QPSK)、SCMA NOMA和MUSA(多用户共享访问)。来自调制映射316的输出可以称为数据符号。虽然在QAM调制的背景下进行了描述,但是各种调制映射316都是可能的。帧适配320可以根据表示对应的调制符号、载波和帧的位序列来布置来自调制映射的输出。
IFFT 324可以将已经(例如,通过帧适配320)成帧为子载波的符号转化为时域符号。例如,以OFDM无线协议方案为例,IFFT可以作为N点IFFT应用:
其中Xn是在第n个OFDM子载波中发送的调制的符号。因此,IFFT 324的输出可以形成时域OFDM符号。在一些实例中,IFFT 324可以由脉冲整形滤波器或多相滤波组代替,以输出用于频率上转换328的符号。保护间隔324将保护间隔添加到时域OFDM符号。例如,保护间隔可以是通过在帧开始时重复时域OFDM符号的末尾的一部分而添加的用于减少符号间干扰的符号持续时间的部分长度。例如,保护间隔可以是与OFDM无线协议方案的循环前缀部分对应的时间周期。频率上转换328可以将时域OFDM符号上转换为特定射频。例如,时域OFDM符号可以被视为基带频率范围,并且本地振荡器可以将其振荡的频率与OFDM符号混合以在振荡频率下生成OFDM符号。因此,可以将OFDM符号上转换为针对RF传输的特定射频。功率放大器332可以放大输出B(u,v)330以在天线336处的RF域中输出针对RF传输的数据。天线336可以是设计成以特定射频辐射的天线。例如,天线336可以以OFDM符号被上转换的频率辐射。因此,无线发射器300可以基于在加扰器304处接收的输入数据X(i,j)310经由天线336发射RF传输。如上文参考图3所描述的,无线发射器300的操作可以包含各种处理操作。此些操作可以在常规的无线发射器中实施,每个操作由针对那个相应的操作专门设计的硬件实施。例如,可以专门设计DSP处理单元以实施IFFT 324。如可以理解的,无线发射器300的另外的操作可以包含于常规的无线接收器中,并且在常规的无线发射器中可能无法实施参考图3描绘的一些操作。
图4是无线接收器400的示意图。无线接收器400从天线404接收输入数据X(i,j)410,并且执行RF无线接收器的操作以生成输出数据B(u,v)450。天线404可以是被设计成以特定射频接收的天线。RF无线接收器的操作可以用模拟电路***执行或者作为用于实施数字前端的数字基带操作被处理。RF无线接收器的操作包含频率下转换412、保护间隔移除416、快速傅里叶变换420、同步424、信道估计428、解调映射432、解交织器436、解码器440和解扰器444。
频率下转换412可以将频域符号下转换到基带处理范围。例如,继续在OFDM实施方案的实例中,时域OFDM符号可以与本地振荡器频率混合以在基带频率范围内生成OFDM符号。因此,包含时域OFDM符号的RF传输可以被下转换为基带。保护间隔416可以从频域OFDM符号中移除保护间隔。FFT 420可以将时域OFDM符号转化为频域OFDM符号。例如,以OFDM无线协议方案为例,FFT可以作为N点FFT应用
其中Xn是在第n个OFDM子载波中发送的调制的符号。因此,FFT 420的输出可以形成频域OFDM符号。在一些实例中,FFT 420可以由多相滤波组代替以输出用于同步424的符号。
同步424可以检测OFDM符号中的导频符号以同步被发射的数据。在OFDM实施方案的一些实例中,可以在时域中帧开始时(例如,在头中)检测导频符号。此些符号可以由接收器400使用以进行帧同步。在帧同步的情况下,OFDM符号进行到信道估计428。信道估计428还可以使用时域导频符号和另外的频域导频符号来估计到所接收的信号的时间或频率效应(例如,路径损耗)。例如,可以基于在每个信号的前导周期中通过N个天线(除了天线404之外)接收的N个信号来估计信道。在一些实例中,信道估计428还可以使用在保护间隔移除416处移除的保护间隔。使用信道估计,信道估计428可以通过某个因子来补偿频域OFDM符号,以最小化被估计的信道的效应。虽然已经在时域导频符号和频域导频符号方面描述了信道估计,但是可以理解的是,其它信道估计技术或***是可能的,如基于MIMO的信道估计***或频域均衡***。解调映射432可以解调从信道估计428输出的数据。例如,正交幅度调制(QAM)解调器可以通过改变(例如,调制)相关载波的幅度来映射数据。本文描述的任何调制映射可以具有如由解调映射432执行的对应的解调映射。在一些实例中,解调映射432可以检测载波信号的相位以促进OFDM符号的解调。解调映射432可以从OFDM符号生成有待由解交织器436进一步处理的位数据。
解交织器436可以将来自解调映射的布置为奇偶校验块的数据位解交织成用于解码器440的位流,例如,解交织器436可以执行到卷积字节交织的逆操作。解交织器436还可以使用信道估计来补偿到奇偶校验块的信道效应。解码器440可以解码从加扰器输出的数据以对数据进行编码。例如,里德-所罗门(RS)解码器或turbo解码器可以用作用于生成用于解扰器444的经解码位流的解码器。例如,turbo解码器可以实施并行级联解码方案。在一些实例中,可以在解码器440和解交织器436之后执行另外的解码解交织。例如,另外的编码可以包含可以进一步解码从解码器440输出的数据的外部编码器。虽然在RS解码和turbo解码的背景下进行了描述,但是各种解码器440都是可能的。解扰器444可以将来自解码器440的输出数据从伪随机或随机二进制序列转换为原始源数据。例如,解扰器444可以将经解码数据转换到与加扰器304的生成多项式逆向地解扰的传输层目的地(例如,MPEG-2传输流)。解扰器因此输出数据B(u,v)450。因此,无线接收器400经由天线404接收包含输入数据X(i,j)410的RF传输以生成输出数据B(u,v)450。
如上文参考图4所描述的,无线接收器400的操作可以包含各种处理操作。此些操作可以在常规的无线接收器中实施,每个操作由针对那个相应的操作专门设计的硬件实施。例如,可以专门设计DSP处理单元以实施FFT 420。如可以理解的,无线接收器400的另外的操作可以包含于常规的无线接收器中,并且可能无法在常规的无线接收器中实施参考图4描绘的一些操作。
图5是根据本文描述的实例的无线发射器500的示意图。图5示出了可以用输入数据X(i,j)310执行针对无线传输的RF前端的若干操作的无线发射器,包含加扰器304、编码器308、交织器312、帧适配320、IFFT 324、保护间隔324和频率上转换328。发射器500利用具有处理单元112的计算***110执行调制映射的操作,如调制映射316。例如,计算***110的处理单元112执行将输入数据与系数数据混合的指令115。在发射器500的实例中,计算***110的输入数据(例如,输入数据X(i,j)210a-c)可以是交织器312的输出;计算***110的输出数据(例如,输出数据B(u,v)220a-c)可以是到帧适配320的输入。例如,计算***110的输入数据可以与系数数据相乘以在乘法单元/累加单元处生成乘法结果,并且乘法结果可以在那个乘法单元/累加单元处累加以与输入数据的其它部分和多个系数的另外的系数进一步相乘和累加。例如,处理单元112利用所选择的系数,使得将系数与输入数据混合生成反映通过图2的电路***处理输入数据与系数的输出数据。
发射器500的计算***110可以检索特定于单一处理模式选择502的系数数据。如图5所描绘的,计算***110可以接收单一处理模式选择502。如本文所描述的,单一处理模式可以对应于无线协议的方面。因此,在***500的实例中,单一模式处理选择502可以对应于无线协议的调制映射方面。当接收到此选择502时,计算***110可以执行用于实施在计算机可读媒体117中编码的处理模式的指令。例如,指令117可以包含从多个单一处理模式中选择单一处理模式,每个单一处理模式具有相应的系数数据。
单一处理模式选择502还可以指示无线协议的方面,计算***110将执行针对所述方面的指令115以生成与无线协议的那个方面的操作相对应的输出数据。如所描绘的,单一处理模式选择502表明计算***110作为用于无线发射器500的调制映射方面操作。因此,计算***110可以实施用于处理输入数据的调制映射处理模式以检索与调制映射处理模式的选择相对应的系数数据。系数数据可以与针对计算***110的输入数据混合,以在执行指令115时生成输出数据。
单一处理模式选择502还可以指示调制映射的类型。例如,调制映射可以与调制方案相关联,包含但不限于:GFDM、FBMC、UFMC、DFDM、SCMA、NOMA、MUSA或FTN。可以理解的是,具有对应的单一处理模式的无线协议的每个方面可以包含各种类型的那个方面,如具有从其选择的各种调制方案的调制映射处理模式。
可以从存储器(例如,存储器130或云计算数据库)检索与调制映射处理模式的选择相对应的系数数据。从存储器检索的系数特定于单一处理模式选择502。在发射器500的实例的背景下,单一处理模式选择502可以表明特定于调制映射处理模式的系数数据将从存储器中检索。因此,来自发射器500中的计算***110的输出数据可以表示根据调制处理模式选择处理的发射器的传输的一部分。计算***110可以输出数据,使得帧适配320接收输出数据以进一步处理传输。
虽然上文在调制映射处理模式的背景下进行了描述,但是应当理解的是,其它单一处理模式是可能的,包含但不限于:快速傅里叶变换(FFT)处理模式、快速傅里叶逆变换(IFFT)处理模式、turbo编码处理模式、解码处理模式、里得所罗门处理模式、交织器处理模式、解交织处理模式、解调映射处理模式、加扰处理模式、解扰处理模式、信道估计处理模式或其组合。例如,虽然图5示出了在计算***110处接收的用于实施调制映射处理模式的单一处理模式选择502,但是应当理解的是,计算***110可以替换图5中描绘的无线发射器的RF操作中的任一个RF操作以输出数据B(u,v)530,使得单一处理模式选择502表明计算***110可以实施无线发射器的另一方面。
使用此计算***110,发射器500可以接收输入数据X(i,j)310以与特定于无线协议的方面的系数数据混合。例如,系数数据可以特定于无线协议的调制映射方面。发射器500可以生成表示根据被配置成以那个无线协议操作的无线发射器(如无线发射器300)处理的输入数据的输出数据B(u,v)530。例如,输出数据B(u,v)530可以对应于图3的输出数据B(u,v)330的估计。
图6是根据本文描述的实例的无线发射器600的示意图。图6示出了用输入数据X(i,j)310执行针对无线传输的RF前端的若干操作的无线发射器,包含加扰器304、帧适配320、IFFT 324、保护间隔324以及频率上转换328。发射器600利用具有处理单元112的计算***110执行编码、交织和调制映射的操作;如编码器308、交织器312和调制映射316。例如,计算***110的处理单元112执行将输入数据与系数数据混合的指令115。在发射器600的实例中,计算***110的输入数据(例如,输入数据X(i,j)210a-c)可以是加扰器304的输出;并且计算***110的输出数据(例如,输出数据B(u,v)220a-c)可以是到帧适配320的输入。例如,计算***110的输入数据可以与系数数据相乘以在乘法单元/累加单元处生成乘法结果,并且乘法结果可以在那个乘法单元/累加单元处累加以与输入数据的其它部分和多个系数的另外的系数进一步相乘和累加。因此,处理单元112利用所选择的系数,使得将系数与输入数据混合生成反映通过图2的电路***处理输入数据与系数的输出数据。
发射器600的计算***110可以检索特定于多处理模式选择602的系数数据。如图6中所描绘的,计算***110接收多处理模式选择602。如本文所描述的,多处理模式可以对应于无线协议的至少两个方面。因此,在***600的实例中,多处理模式选择602对应于无线协议的编码方面、交织方面和调制映射方面。当接收到此选择602时,计算***110可以执行用于实施在计算机可读媒体117中编码的处理模式的指令。例如,指令117可以包含从多个多处理模式中选择多处理模式,每个多处理模式具有相应的系数数据。
多处理模式选择602还可以指示无线协议的方面,计算***110将执行针对所述方面的指令115以生成与无线协议的那个方面的操作相对应的输出数据。如所描绘的,多处理模式选择602表明计算***110正在作为无线发射器600的编码、交织和调制映射来操作。因此,计算***110可以实施用于处理输入数据的特定的多处理模式以检索与那个特定的多处理模式的选择相对应的系数数据。系数数据可以与针对计算***110的输入数据混合,以在执行指令115时生成输出数据。
多处理模式选择602还可以指示无线协议的每个方面的类型。例如,如上文所描述的,调制映射方面可以与调制方案相关联,包含但不限于:GFDM、FBMC、UFMC、DFDM、SCMA、NOMA、MUSA或FTN。继续在实例中,编码方面可以与如RS编码或turbo编码等特定类型的编码相关联。应当理解的是,具有对应的多处理模式的无线协议的每个方面可以包含各种类型的那个方面。
可以从存储器(例如,存储器130或云计算数据库)检索可以与多处理模式的选择相对应的系数数据。从存储器检索的系数可以特定于多处理模式选择602。因此,来自发射器600中的计算***110的输出数据可以表示根据多处理模式选择602处理的发射器的传输的一部分。计算***110可以输出数据,使得帧适配320接收输出数据以进一步处理传输。
虽然上文在包括编码方面、交织方面和调制映射方面的特定的多处理模式选择的背景下进行了描述,但是应当理解的是,其它多处理模式也是可能的,包含但不限于上文描述的单一处理模式的任何组合。例如,虽然图6示出了在计算***110处接收的用于实施编码方面、交织方面和调制映射方面的多处理模式选择602,但是应当理解的是,计算***110可以替换图6中描绘的无线发射器的RF操作中的任一个RF操作以输出数据B(u,v)630,使得单一处理模式选择602表明计算***110将实施无线发射器的至少两个方面。
使用此计算***110,发射器600可以接收输入数据X(i,j)310以与特定于无线协议的至少两个方面的系数数据混合。发射器600生成表示根据被配置成以那个无线协议操作的无线发射器如无线发射器300处理的输入数据的输出数据B(u,v)630。例如,输出数据B(u,v)630可以对应于图3的输出数据B(u,v)330的估计。
图7是根据本文描述的实例的无线发射器700的示意图。无线发射器700可以用输入数据X(i,j)310执行针对无线传输的RF前端的若干操作。发射器700利用具有处理单元112的计算***110执行RF前端的操作。例如,计算***110的处理单元112可以执行将输入数据与系数数据混合的指令115。在发射器700的实例中,计算***110的输出数据(例如,输出数据B(u,v)220a-c)可以是在处理输入数据X(i,j)310(例如,输入数据X(i,j)210a-c)之后到功率放大器332的输入。例如,计算***110的输入数据可以与系数数据相乘以在乘法单元/累加单元处生成乘法结果,并且乘法结果可以在那个乘法单元/累加单元处累加以与输入数据的其它部分和多个系数的另外的系数进一步相乘和累加。例如,处理单元112利用所选择的系数,使得将系数与输入数据混合生成反映通过图2的电路***对输入数据与系数进行的处理的输出数据。
发射器700的计算***110可以检索特定于完全处理模式选择702的系数数据。如图7所描绘的,计算***110可以接收多处理模式选择702。如本文所描述的,完全处理模式可以是表示无线发射器的处理模式(例如,无线发射器处理模式)或表示无线接收器的处理模式(例如,无线接收器处理模式)。因此,在***700的实例中,完全处理模式选择702可以对应于可以实施无线发射器实施特定无线协议所需的那个协议的任何方面的无线发射器处理模式。类似地,无线接收器处理模式可以实施无线接收器实施特定无线协议所需的那个协议的任何方面。当接收到此选择702时,计算***110可以执行用于实施在计算机可读媒体117中编码的处理模式的指令。例如,指令117可以包含从多个完全处理模式中选择完全处理模式,每个完全处理模式具有相应的系数数据。
完全处理模式选择702可以指示无线协议,计算***110将执行针对所述无线协议的指令115以生成与那个无线协议作为无线发射器的操作相对应的输出数据。例如,完全处理模式选择702可以指示无线发射器将实施包含FBMC调制方案的5G无线协议。因此,计算***110可以实施用于处理输入数据的特定完全处理模式以检索与那个特定完全处理模式的选择相对应的系数数据。所述系数数据可以与针对计算***110的输入数据混合,以在执行指令115时生成输出数据。
可以从存储器(例如,存储器130或云计算数据库)检索可以与完全处理模式的选择相对应的系数数据。从存储器检索的系数特定于完全处理模式选择702。因此,来自发射器700中的计算***110的输出数据可以表示根据完全处理模式选择702处理的传输。
使用此计算***110,发射器700可以接收输入数据X(i,j)310以与特定于无线协议的完全处理模式的系数数据混合。发射器700可以生成表示根据被配置成以那个无线协议操作的无线发射器如无线发射器300处理的输入数据的输出数据B(u,v)730。例如,输出数据B(u,v)730可以对应于图3的输出数据B(u,v)330的估计。
在一些实例中,无线发射器模式可以包含数字基带处理、RF前端和如压缩或估计等任何前传处理的操作。作为前传处理的实例,计算***110可以在云无线接入网络(C-RAN)中操作,其中无线基站功能在远程射频头(RRH)与基带单元(BBU)之间划分。RRH可以执行RF放大、上/下转换、滤波、ADC或DAC以向BBU提供基带信号。BBU可以处理基带信号并优化RRH之间的资源分配。前传可以是RRH与BBU之间的链路,所述链路可以执行基带信号的压缩以将信号发送到BBU,并且可以另外执行前传链路的估计以补偿前传在到BBU的传输期间对基带信号的任何影响。在此些实例中,计算***110可以通过执行将输入数据与系数数据混合的指令115和/或执行用于实施处理模式(如RRH处理模式、前传处理模式或BBU处理模式)的指令作为RRH、前传、BBU或其任何组合操作。
为了训练计算装置生成系数数据与输出数据B(u,v)730,无线发射器可以接收与RF无线传输相关联的输入。然后,无线发射器可以根据无线协议执行作为RF前端的操作,如调制针对RF无线传输的输入数据。可以将由无线发射器生成的输出数据与输入数据进行比较以生成系数数据。例如,比较可以涉及优化系数的最小化函数。此最小化函数可以表示为具有p范数的优化问题:
其中C1代表输入样本的数量,并且C2指示完全处理模式中涉及的测试向量的数量。在一个实例中,从特定设计的无线发射器的输出数据(例如,)中减去来自处理单元112的输出数据的p范数(例如,如方程1中所表示的)在C1输入样本和C2测试向量上被求和。最小化函数分析输入样本和测试向量的每个组合以确定最小数量,所述最小数量可以反映两个输出之间的差异的最小化误差。用于生成那个最小化数量的系数反映了来自专门设计的无线发射器的输出的最小误差估计。因此,可以对根据方程9的关系比较输出数据的计算装置110进行训练以基于无线发射器的操作生成系数数据,使得使用系数数据混合任意输入数据(例如,测试向量)生成输出数据的近似值,就好像其由专门设计的无线发射器处理一样。系数数据还可以存储于系数数据库(例如,存储器130)中,每组系数数据对应于可以在RF域中利用的针对数据传输的特定的无线协议。在一些实例中,模拟无线发射器的处理的输入测试向量和输出测试向量可以用于生成系数数据。
在方程9的实例中,从专门设计的无线接收器的输出数据(例如,)中减去来自处理单元112的输出数据的p范数(例如,如方程1中所表示的)在C1输入样本和C2测试向量上被求和。根据方程9的优化,用于生成最小化数量的系数反映了来自专门设计的无线发射器的输出的最小误差估计。因此,可以对根据方程9的关系比较输出数据的计算装置110进行训练以基于无线接收器的操作生成系数数据,使得使用系数数据混合任意输入数据(例如,测试向量)生成输出数据的近似值,就好像其由专门设计的无线接收器处理一样。
虽然已经在无线发射器的背景下描述了本文中具有单一处理模式选择(例如,如图5中所描绘的)、多处理模式选择(例如,如图6中所描绘的)以及完全处理模式选择(例如,如图7中所描绘的)的一些实例,但是在一些实例中,如由用于实施处理模式的指令117所执行的,可以在无线接收器如图4的无线接收器400中实施处理模式,无线协议的对应方面由具有一或多个处理单元112的计算***110实施。例如,如由指示无线接收器处理模式的完全处理模式选择所指示的,计算***可以从具有实施无线接收器处理模式的计算***110的天线404接收无线输入数据。因此,无论是单方面、多方面还是完全实施方案,无线发射器或无线接收器的任何方面可以由具有实施用于将输入数据与系数数据混合的指令115和用于实施处理模式的指令117的一或多个处理单元112的计算***110实施。类似地,可以用从被配置成根据无线协议操作的无线接收器生成的系数数据训练计算装置110。例如,可以将由无线接收器(或无线接收器的任何方面)生成的输出数据与输入数据进行比较以生成系数数据。
另外地或可替代地,任何处理模式选择可以指示无线协议的每个方面的类型。例如,调制映射方面可以与调制方案相关联,包含但不限于:GFDM、FBMC、UFMC、DFDM、SCMA、NOMA、MUSA或FTN。具有对应的处理模式的无线协议的每个方面可以包含各种类型的那个方面。例如,完全处理模式选择702可以指示用于上转换到5G无线频率范围的方面,如利用E频带(例如,71-76GHz和81-86GHz)、28GHz毫米波(mmWave)频带或60GHz V频带中的载波频率(例如,实施802.11ad协议)。在一些实例中,完全处理模式选择702还可以指示是否要利用多输入多输出(MIMO)实施方案,例如,选择702可以表明可以利用2X2空间流。
图8是根据本文描述的实例的方法800的流程图。实例方法800可以使用例如本文中描述的图1中的***100、图2中的***200或图3-7中描绘的任何***或***的组合来实施。在一些实例中,实例方法800中的框可以由如图1的计算装置110等计算装置和/或结合如图2的处理单元112等处理单元来执行。框804-832中描述的操作还可以作为计算机可执行指令存储于如计算机可读媒体115等计算机可读媒体中。
实例方法800可以以开始执行将输入数据与系数数据混合的例程的框804开始。方法可以包含叙述“接收对应于用于处理单元的处理模式的处理模式选择”的框808。如本文所描述的,处理模式选择可以作为从与计算***110通信的计算装置的触摸屏的选择被接收。可以从可以接收关于处理模式选择的用户输入的任何计算装置接收处理模式选择。框808之后可以是叙述“基于处理模式选择配置处理单元以选择多个系数”的框812。如本文所描述的,配置处理单元可以包含根据处理模式选择配置针对各种处理模式的处理单元。配置处理单元可以包含配置用于各种模式的处理单元,包含单一处理模式、多处理模式和完全处理模式。例如,计算***可以在单一处理模式下操作为turbo编码,以根据用turbo编码操作编码的数据输出数据。框812之后可以是叙述“从存储器数据库中检索多个系数”的框816。如本文所描述的,处理单元可以检索用于与输入数据混合的系数;例如,利用存储器查找单元。例如,存储器数据库可以存储本文描述的系数与无线协议和/或处理模式之间的关联性。例如,处理单元可以从实施计算装置的存储器数据库部分、从外部计算装置的存储器数据库部分或从在云计算装置中实施的存储器数据库请求系数。进而,存储器数据库可以发送如处理单元所请求的多个系数。
框816之后可以是叙述“基于处理模式选择接收射频(RF)无线域中的针对传输的输入数据”的框820。如本文所描述的,处理单元可以被配置成接收各种类型的输入数据,如可以由无线发射器或无线接收器分别发射或接收的数据位流、编码位、调制符号等。在一个实例中,处理单元可以在单一处理模式下实施无线发射器或无线接收器的一部分的操作的功能。在turbo编码操作的实例中,处理单元可以接收待编码的数据位流,包含关于turbo编码操作的参数的指示。在IFFT操作的实例中,处理单元可以接收待转化到频域的数据位流,包含关于IFFT操作的参数的指示,如用于利用的IFFT操作的点大小。在DAC的多处理模式操作的实例中,输入数据可以是待转换为用于在无线发射器的天线处发射的模拟数据的数字数据。在一些实例中,可以在处理模式选择中接收关于操作的方面的参数。例如,可以接收IFFT操作的参数如IFFT操作的点大小作为包含于单一处理模式选择、多处理模式选择或完全处理模式选择中的信息。框820之后可以是叙述“使用多个系数混合输入数据”的框824。如本文所描述的,处理单元利用多个系数,使得将系数与输入数据混合生成反映通过图2的电路***处理输入数据与系数的输出数据。例如,集成电路中的各个ALU可以被配置成作为图2的电路***操作,由此如本文所描述的将输入数据与系数混合。在一些实例中,各种硬件平台可以实施图2的电路***,如ASIC、作为FPGA的一部分实施的DSP或片上***。框824之后可以是叙述“提供表示根据处理模式选择处理的传输的一部分的输出数据”的框828。如本文所描述的,输出数据可以被提供给专门设计的硬件的另一部分,如无线发射器或无线接收器的另一部分或针对无线RF传输的天线。在完全处理模式选择的实例中,输出数据可以被提供给从无线端点请求输出数据的应用,使得输出数据被提供给作为实施无线接收器的处理单元的一部分的应用。框828之后可以是结束实例方法800的框832。在一些实例中,框808和812可以是任选的框。
图9是根据本文描述的实例的方法900的流程图。实例方法900可以使用例如本文中描述的图1中的***100、图2中的***200或图3-7中描绘的任何***或***的组合来实施。在一些实例中,实例方法900中的框可以由如图1的计算装置110等计算装置和/或结合如图2的处理单元112来执行。框904-928中描述的操作还可以作为计算机可执行指令存储于如计算机可读媒体115或计算机可读媒体117等计算机可读媒体中。
实例方法900可以以开始执行将输入数据与系数数据混合的例程的框904开始。方法可以以叙述“接收与射频(RF)无线传输相关联的输入数据”的框908开始。如本文所描述的,处理单元可以被配置成接收各种类型的输入数据,如可以由无线发射器或无线接收器分别发射或接收的数据位流、编码位、调制符号等。在一个实例中,处理单元可以在单一处理模式下实施无线发射器或无线接收器的一部分的操作的功能。在turbo编码操作的实例中,处理单元可以接收待编码的数据位流,包含关于turbo编码操作的参数的指示。在IFFT操作的实例中,处理单元可以接收待转化到频域的数据位流,包含关于IFFT操作的参数的指示,如用于利用的IFFT操作的点大小。在DAC的多处理模式操作的实例中,输入数据可以是待转换为用于在无线发射器的天线处发射的模拟数据的数字数据。在一些实例中,可以在处理模式选择中接收关于操作的方面的参数。例如,可以接收IFFT操作的参数如IFFT操作的点大小作为包含于单一处理模式选择、多处理模式选择或完全处理模式选择中的信息。框908之后可以是叙述“对输入数据执行RF前端的操作以调制针对RF无线传输的输入数据”的框912。如本文所描述的,专门设计的无线发射器可以执行RF前端操作,如上文所描述的用于将输入数据作为RF无线传输发射的加扰、编码、交织、调制映射、频率上转换等。在一个实例中,专门设计的无线发射器可以仅执行RF前端操作的一部分以训练用于无线发射器的特定操作的计算装置,使得由计算装置生成的系数数据可以在单一处理模式或多处理模式中被利用。
框912之后可以是叙述“将输出数据与输入数据进行比较以生成系数数据”的框916。如本文所描述的,计算装置可以将来自专门设计的无线发射器的输出数据与从实施无线发射器的操作的计算装置的处理单元生成的输出数据进行比较。例如,计算装置可以将两个输出之间的最小误差p-范数比较用作最小化函数的一部分,以确定系数数据是否表示对专门设计的无线发射器的估计。在一个实例中,计算装置可以将两个输出之间的最小平方误差函数用作优化问题的一部分,以确定系数数据是否表示对专门设计的无线发射器的估计。框916之后可以是叙述“训练计算装置以基于对输入数据执行的操作生成系数数据,使得使用系数数据混合输入数据生成输出数据的近似值”的框920。如本文所描述的,计算装置可以将来自专门设计的无线发射器的输出数据与从跨各种测试向量和输入样品实施无线发射器的操作的计算装置的处理单元生成的输出数据进行比较,以便训练计算装置来确定最小化的误差。例如,跨各种输入样本和测试向量训练的最小化的误差可以表示在专门设计的硬件中对输入数据的处理的优化估计。在一个实例中,根据输入样本和测试向量训练计算装置可以被称为监督计算装置的学习以生成系数数据。在各个实例中,还可以训练计算装置以根据无监督学习生成系数数据。例如,计算装置可以监测专门设计的硬件的输出以了解哪些系数数据可以最小化实施无线发射器的操作的计算装置的处理单元的误差。框920之后可以是叙述“将系数数据存储于系数存储器中”的框924。如本文所描述的,计算装置可以将系数存储于如存储器数据库等存储器中。例如,如由计算装置所训练的,存储器可以存储系数与无线协议和/或处理模式之间的关联性。例如,计算装置可以将系数存储于计算装置自身的存储器部分中、外部计算装置的存储器中或云计算装置中实施的存储器中。框924之后是结束实例方法900的框928。在一些实例中,框924可以是任选的框。
包含于所描述的实例方法800和900中的框用作说明目的。在一些实施例中,可以以不同的顺序执行框。在一些其它的实施例中,可以消除各个框。仍在其它的实施例中,各个框可以被划分为另外的框、补充有其它框或一起组合成更少的框。考虑了这些特定框的其它变体,包含框的顺序的改变、被分割或组合成其它框的框的内容的改变等。
从上文应理解的是,虽然出于说明的目的已经在本文中描述了本发明的特定实施例,但可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。
Claims (65)
1.一种***,其包括:
至少一个处理单元;以及
用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述***执行包括以下的操作:
接收与用于所述至少一个处理单元的处理模式相对应的处理模式选择;
至少部分地基于所述处理模式选择接收射频RF无线域中的针对传输的输入数据;
使用多个系数混合所述输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式选择,其中使用所述多个系数混合所述输入数据包括:累加处理结果以与所述输入数据的其他部分和所述多个系数的另外的系数进一步处理;以及
基于使用所述多个系数混合所述输入数据而提供输出数据,所述输出数据表示根据所述处理模式选择处理的所述传输的一部分,其中提供所述输出数据包括:
提供所述输出数据,使得无线收发器处理单元接收所述输出数据以进一步处理所述传输。
2.根据权利要求1所述的***,所述操作包括:
从存储器数据库中检索所述多个系数。
3.根据权利要求1所述的***,所述操作包括:
基于所述处理模式选择配置所述至少一个处理单元以选择所述多个系数。
4.根据权利要求1所述的***,所述操作包括:
从多个处理模式中选择所述处理模式,所述多个处理模式的每个处理模式与相应的多个系数相关联。
5.根据权利要求4所述的***,其中相应的多个系数各自存储于云计算数据库中,所述云计算数据库被配置成与所述非暂时性计算机可读媒体通信。
6.根据权利要求1所述的***,其中所述处理模式对应于单一处理模式、多处理模式或完全处理模式中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的***,其中所述单一处理模式包括快速傅里叶变换FFT处理模式、快速傅里叶逆变换IFFT处理模式、turbo编码处理模式、解码处理模式、里德所罗门处理模式、交织器处理模式、解交织处理模式、调制映射处理模式、解调映射处理模式、加扰处理模式、解扰处理模式或信道估计处理模式。
8.根据权利要求7所述的***,其中使用所述多个系数混合所述输入数据包括使用所述多个系数处理所述输入数据,使得所述处理根据所选择的单一处理模式生成处理所述输入数据的近似值。
9.根据权利要求7所述的***,其中所述调制映射处理模式与GFDM、FBMC、UFMC、DFDM、SCMA、NOMA、MUSA或FTN中的至少一个相关联。
10.根据权利要求6所述的***,其中所述多处理模式包括快速傅里叶变换FFT处理模式、快速傅里叶逆变换IFFT处理模式、turbo编码处理模式、解码处理模式、里德所罗门处理模式、交织器处理模式、解交织处理模式、调制映射处理模式、解调映射模式、加扰模式、解扰模式或信道估计模式中的至少两个。
11.根据权利要求6所述的***,其中所述完全处理模式包括无线发射器处理模式或无线接收器处理模式。
12.根据权利要求1所述的***,其中所述多个系数对应于输入数据到输出数据的非线性映射,所述非线性映射表示根据所述处理模式选择处理的所述传输的一部分。
13.根据权利要求12所述的***,其中所述非线性映射包括高斯函数、分段线性函数、S形函数、薄板样条函数、多元二次函数、三次近似或逆多元二次函数。
14.一种***,其包括:
至少一个处理单元;以及
用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述***执行包括以下的操作:
接收与用于所述至少一个处理单元的处理模式相对应的处理模式选择;
至少部分地基于所述处理模式选择接收射频RF无线域中的针对传输的输入数据;
使用多个系数混合所述输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式选择,其中使用所述多个系数混合所述输入数据包括:
将所述输入数据的一部分与所述多个系数中的一个系数相乘以生成系数乘法结果;以及
累加所述系数乘法结果以与所述输入数据的其它部分和所述多个系数的另外的系数进一步相乘和累加;以及
基于使用所述多个系数混合所述输入数据而提供输出数据,所述输出数据表示根据所述处理模式选择处理的所述传输的一部分,其中提供所述输出数据包括:提供所述输出数据,使得无线收发器处理单元接收所述输出数据以进一步处理所述传输。
15.一种方法,其包括:
接收与无线协议的方面相关联的处理模式选择;
基于所述处理模式选择在至少一个处理单元上实施处理模式;
使用多个系数混合在所述至少一个处理单元处接收的输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式选择,其中混合所述输入数据包括:在乘法/累加处理单元处使用所述多个系数中的一部分计算所述输入数据以生成处理结果;以及
部分地基于所述处理结果而提供输出数据,所述输出数据表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的一部分;以及
在由所述无线协议指定的频率下经由RF天线发射所述输出数据。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述无线协议的所述方面对应于数字RF前端,所述方法进一步包括:
对所述输入数据执行所述数字RF前端的操作,其包括:
对所述输入数据进行块编码;
交织所述块编码的输入数据;
映射根据调制映射交织的所述块编码的数据以生成经调制输入数据;
使用快速傅里叶逆变换IFFT将所述经调制输入数据转换为频域;以及
混合使用载波信号转换为所述频域的所述经调制输入数据以生成所述输出数据。
17.根据权利要求15所述的方法,其中所述处理模式选择对应于包括编码、交织和调制映射的多处理模式,所述方法进一步包括:
基于所述多处理模式选择配置所述至少一个处理单元以选择所述多个系数;以及
检索特定于包括编码、交织和调制映射的处理模式的实施方案的所述多个系数。
18.根据权利要求15所述的方法,其中所述处理模式选择对应于包括上转换的完全处理模式,其中所述处理模式选择指示用于所述上转换的载波频率。
19.根据权利要求18所述的方法,其中用于所述上转换的所述载波频率对应于E频带、毫米波mmWave频带或V频带中的至少一个。
20.根据权利要求15所述的方法,其中所述处理模式选择对应于包括前传处理的无线发射器模式,其中在所述至少一个处理单元上实施所述处理模式;
在云无线接入网络C-RAN中在远程射频头RRH与至少一个基带单元BBU之间实施链路。
21.一种方法,其包括:
接收与无线协议的方面相关联的处理模式选择;
基于所述处理模式选择在至少一个处理单元上实施处理模式;
使用多个系数混合在所述至少一个处理单元处接收的输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式选择,其中混合所述输入数据包括:
将所述输入数据的一部分与所述多个系数中的一个系数相乘以生成系数乘法结果;以及
累加所述系数乘法结果以与所述输入数据的其它部分和所述多个系数的另外的系数进一步相乘和累加;以及
基于使用所述多个系数混合所述输入数据而提供输出数据,所述输出数据表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的一部分;
使用RF放大器放大所述输出数据;以及
在由所述无线协议指定的频率下经由RF天线发射所述输出数据。
22.一种设备,其包括:
至少一个处理单元,其包含乘法/累加处理单元和存储器查找单元;以及
用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述设备执行包括以下的操作:
接收指示用于所述至少一个处理单元的处理模式的处理模式选择和关于无线协议的信息;
在所述至少一个处理单元上实施所述处理模式,其中所述实施包括:
基于所述处理模式和关于所述无线协议的所述信息在所述存储器查找单元处检索系数数据;
在所述乘法/累加处理单元处将输入数据与所述系数数据相乘以生成处理结果;
在所述乘法/累加处理单元处累加所述处理结果以生成指示输出数据的处理输出;
将对应于根据所述无线协议处理的所述输入数据的估计的所述输出数据提供至RF天线;以及
经由所述RF天线以所述无线协议指定的频率传输所述输出数据。
23.根据权利要求22所述的设备,其中在所述存储器查找单元处检索系数数据包括从系数存储器中检索来自多个系数中的至少一个系数,基于所述至少一个系数检索的所述至少一个系数与关于所述无线协议的所述信息相关联。
24.根据权利要求22所述的设备,其中在所述至少一个处理单元上实施所述处理模式进一步包括:
从所述乘法/累加处理单元接收所述处理输出;
配置所述至少一个处理单元的另外的存储器查找单元以作为具有单位增益的增益单元执行;以及
经由所述另外的存储器查找单元提供所述输出数据。
25.根据权利要求22所述的设备,其中所述乘法/累加处理单元包括至少一个算术逻辑单元ALU。
26.根据权利要求22所述的设备,其中所述处理模式选择对应于快速傅里叶逆变换IFFT处理模式,并且关于所述无线协议的所述信息对应于用于所述IFFT处理模式的IFFT的多个点。
27.一种***,其包括:
至少一个处理单元;以及
用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述***执行包括以下的操作:
接收与用于所述至少一个处理单元的处理模式相对应的处理模式选择,所述处理模式选择指示变换的大小;
至少部分地基于所述处理模式选择接收射频RF无线域中的针对传输的输入数据;
使用经选择以实施所述变换的多个系数混合所述输入数据;以及
基于使用所述多个系数混合所述输入数据而提供输出数据,所述输出数据表示使用所述变换的所述大小处理的所述传输的一部分,其中提供所述输出数据包括提供所述输出数据,使得无线收发器接收所述输出数据以进一步处理所述传输,其中所述变换是快速傅里叶逆变换IFFT或快速傅里叶变换FFT。
28.根据权利要求27所述的***,所述操作包括:
基于所述处理模式选择配置所述至少一个处理单元以选择所述多个系数。
29.根据权利要求27所述的***,所述操作包括:
从多个处理模式中选择所述处理模式,所述多个处理模式的每个处理模式与相应的多个系数相关联。
30.根据权利要求29所述的***,其中相应的多个系数各自与用于IFFT或FFT的多个点相关联。
31.根据权利要求27所述的***,其中使用所述多个系数混合所述输入数据包括累加以与所述输入数据的其它部分和所述多个系数的另外的系数进一步处理。
32.根据权利要求27所述的***,其中所述处理模式包括FFT处理模式或IFFT处理模式。
33.根据权利要求31所述的***,其中所述处理模式包括与GFDM、FBMC、UFMC、DFDM、SCMA、NOMA、MUSA或FTN中的至少一个相关联的调制映射处理模式。
34.根据权利要求27所述的***,其中所述处理模式包括无线发射器处理模式或无线接收器处理模式。
35.根据权利要求27所述的***,其中所述多个系数对应于输入数据到输出数据的非线性映射,所述非线性映射表示根据所述处理模式选择处理的所述传输的一部分。
36.根据权利要求35所述的***,其中所述非线性映射包括高斯函数、分段线性函数、S形函数、薄板样条函数、多元二次函数、三次近似或逆多元二次函数。
37.一种方法,其包括:
接收指示变换的大小的处理模式选择;
基于所述处理模式选择在至少一个处理单元上实施处理模式;
使用多个系数混合在所述至少一个处理单元处接收的输入数据,所述多个系数经选择以实施所述变换;
部分地基于使用所述多个系数混合所述输入数据而提供输出数据,所述输出数据表示使用所述变换的所述大小处理的所述输入数据的一部分;以及
在由无线协议指定的频率下经由RF天线发射所述输出数据,其中所述变换是快速傅里叶逆变换IFFT或快速傅里叶变换FFT。
38.根据权利要求37所述的方法,其进一步包括:
基于所述输入数据使用IFFT将经调制输入数据转换为时域;以及
混合使用载波信号转换为所述时域的所述经调制输入数据以生成所述输出数据。
39.根据权利要求37所述的方法,其中使用所述多个系数混合所述输入数据包括:
在乘法/累加处理单元处使用所述多个系数中的一部分计算所述输入数据以生成处理结果,所述处理结果将用于生成所述输出数据。
40.根据权利要求37所述的方法,其进一步包括:
使用RF放大器放大所述输出数据。
41.根据权利要求37所述的方法,其中所述处理模式选择对应于包括前传处理的无线发射器模式,其中在所述至少一个处理单元上实施所述处理模式:
基于经实施处理模式在云无线接入网络C-RAN中在远程射频头RRH与至少一个基带单元BBU之间实施通信链路。
42.一种设备,其包括:
多个处理单元的处理单元,所述处理单元包含乘法/累加处理单元和存储器查找单元;以及
用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述设备执行包括以下的操作:
接收指示用于所述处理单元的处理模式的处理模式选择,所述处理模式选择指示变换的大小;
在所述处理单元上实施所述处理模式,其中所述实施包括:
基于所述处理模式在所述存储器查找单元处检索多个系数的至少一个系数;
在所述乘法/累加处理单元处将输入数据与所述至少一个系数相乘以生成处理结果;以及
在所述乘法/累加处理单元处累加所述处理结果以生成指示输出数据的处理输出;
将对应于使用所述变换的所述大小处理的所述输入数据的估计的所述输出数据提供给RF天线;以及
在由无线协议指定的频率下经由所述RF天线发射所述输出数据,其中所述处理模式选择对应于快速傅立叶逆变换IFFT处理模式。
43.根据权利要求42所述的设备,其中所述处理模式选择进一步指示关于包含用于所述IFFT处理模式的IFFT的多个点的所述无线协议的信息。
44.根据权利要求42所述的设备,其中所述乘法/累加处理单元包括至少一个算术逻辑单元ALU。
45.一种方法,其包括:
在由无线协议指定的频率下经由射频RF天线获得输入数据;
获得与所述无线协议的方面相关联的处理模式选择;
基于所述处理模式选择在至少一个处理单元上实施处理模式;
使用多个系数的一部分混合在处理单元处的所述输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式选择,其中混合所述输入数据包括在乘法/累加处理单元处计算处理结果;
部分地基于所述处理结果提供输出数据,所述输出数据表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的一部分。
46.根据权利要求45所述的方法,其中表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的所述部分的所述输出数据对应于在所述无线接收器中处理的所述输入数据的所述部分。
47.根据权利要求45所述的方法,其进一步包括:
从存储器或云计算数据库获得将由对应的乘法/累加处理单元处理的所述多个系数中的相应系数。
48.根据权利要求45所述的方法,其中所述多个系数对应于由根据无监督学习训练的计算装置生成的数据。
49.根据权利要求48所述的方法,其中根据无监督学习训练的所述计算装置基于实施无线接收器的操作的特定设计的硬件单元的输出数据生成所述多个系数。
50.根据权利要求49所述的方法,其中所述输出数据是实施无线接收器的操作的所述特定设计的硬件单元的近似值。
51.根据权利要求49所述的方法,其中所述无线接收器的所述操作包括:
将调制后的所述输入数据与载波信号混合以生成经下转换的输入数据;
使用快速傅立叶变换FFT将所述经下转换的输入数据转换为时域以生成时域输入数据;
根据解调映射解映射所述时域输入数据以生成经解调的输入数据;
解交织所述经解调的输入数据以生成经解交织的输入数据;以及
根据块解码方案解码所述经解交织的输入数据以生成由实施所述无线接收器的所述操作的所述特定设计的硬件单元提供的所述输出数据。
52.根据权利要求45所述的方法,其中所述多个系数对应于由根据监督学习训练的计算装置生成的数据。
53.根据权利要求45所述的方法,其进一步包括:
在RF无线传输中获得所述输入数据,其中所述RF天线被配置成在所述RF无线传输相关联的射频辐射。
54.根据权利要求45所述的方法,其进一步包括:
从多个处理模式中选择所述处理模式,所述多个处理模式中的每一处理模式与相应的多个系数相关联。
55.根据权利要求54所述的方法,其中所述处理模式对应于单一处理模式、多处理模式或完全处理模式中的至少一个。
56.根据权利要求55所述的方法,其中所述单一处理模式包括快速傅立叶变换FFT处理模式,且其中所述相应的多个系数与FFT的多个点相关联。
57.根据权利要求55所述的方法,其中所述完全处理模式包括无线接收器处理模式。
58.一种设备,其包括:
射频RF天线,其被配置成接收包括输入数据的RF无线传输;
至少一个处理单元,其包含乘法/累加处理单元;以及
使用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述设备执行包括以下的操作:
经由RF天线获取所述输入数据;
获得与无线协议的方面相关联的处理模式选择;
基于所述处理模式选择在至少一个处理单元上实施处理模式;
使用多个系数的至少一部分混合在所述至少一个处理单元处的所述输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式选择,其中混合所述输入数据包括在所述乘法/累加处理单元处计算处理结果;以及
部分地基于所述处理结果提供输出数据,所述输出数据表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的一部分。
59.根据权利要求58所述的设备,其中表示根据所述无线协议的所述方面处理的所述输入数据的一部分的所述输出数据对应于在所述无线接收器中处理的所述输入数据的所述部分。
60.根据权利要求58所述的设备,其中所述多个系数对应于输入数据到输出数据的非线性映射,所述非线性映射表示根据所述处理模式选择处理的所述输入数据的一部分。
61.根据权利要求60所述的设备,其中所述非线性映射包括高斯函数、分段线性函数、S形函数、薄板样条函数、多元二次函数、三次近似或逆多元二次函数。
62.一种设备,其包括:
射频RF天线,其被配置成接收包括输入数据的RF无线传输;
至少一个处理单元,其包含乘法/累加处理单元和存储器查找单元;以及
用可执行指令编码的非暂时性计算机可读媒体,当由所述至少一个处理单元执行时,所述可执行指令被配置成使所述设备执行包括以下的操作:
从无线端点应用获得用于输出数据的请求;
基于用于所述输出数据的所述请求选择处理模式;
基于所述处理模式从所述存储器查找单元中获得将由所述乘法/累加处理单元处理的多个系数中的相应系数;
使用所述多个系数混合在所述至少一个处理单元处的所述输入数据,所述多个系数特定于所述处理模式,其中混合所述输入数据包括在所述乘法/累加处理单元处计算所述输入数据和所述多个系数的一部分以生成处理结果;以及
部分地基于所述处理结果将所述输出数据提供给所述无线端点应用。
63.根据权利要求62所述的设备,其中所述多个系数对应于由根据无监督学习训练的计算装置生成的数据。
64.根据权利要求63所述的设备,其中根据所述无监督学习训练的所述计算装置基于实施无线接收器的操作的所述至少一个处理单元和所述存储器查找单元生成所述多个系数。
65.根据权利要求64所述的设备,其中所述无线接收器的所述操作包括:
混合使用载波信号调制的训练数据以生成经下转换的训练数据;
使用快速傅立叶变换FFT将所述经下转换的训练数据转换为时域以生成时域训练数据;
根据解调映射解映射所述时域训练数据以生成经解调的训练数据;
解交织所述经解调的训练数据以生成经解交织的训练数据;以及
根据块解码方案解码所述经解交织的训练数据。
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