用于噪声成形的方法和噪声成形滤波器技术

本发明专利技术涉及用于噪声成形的方法和噪声成形滤波器。一种用于噪声成形的方法，包括：减小输入信号的位深度，以获得量化的输入信号；将对应于输入信号的位深度减小的量化误差馈送到输入信号的反馈环路中，所述反馈环路包括第一量化级、第二量化级和校正级，第一和第二量化级二者以输入信号的位深度操作，并且校正级以量化误差的位深度操作；以及基于所述反馈环路，以低于输入信号的时钟速率生成噪声成形的输出信号。

【技术实现步骤摘要】
用于噪声成形的方法和噪声成形滤波器
本公开内容总体上涉及噪声成形，并且更具体地，涉及一种用于噪声成形的方法、一种噪声成形滤波器和一种噪声成形器。
技术介绍
噪声成形是通常在数字音频、图像和视频处理中使用的技术，作为数字信号的降噪或量化的过程的一部分。其目的是增大得到的信号的视在信噪比。其可以通过借助噪声功率在频带中的较低级处和在频带中的对应较高级处的这种方式更改由量化引入的误差的频谱形状而实施，其中，在较低级处，噪声被视为不期望得更多，而在对应较高级处，噪声被视为不期望得更少。因为噪声成形是反馈结构，所以操作的流水线是不可能的，并且所有结果应当在单个时钟周期内就绪。由此，以半采样率进行的实现要求将硬件增加到四倍，即，需要两个单元，其中，每一个单元都包含双倍硬件。这个所谓的“展望未来”方案的代价是巨大的硬件复杂度。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于噪声成形的方法，所述方法包括：减小输入信号的位深度，以获得量化的输入信号；将对应于输入信号的位深度减小的量化误差馈送到输入信号的反馈环路中，所述反馈环路包括第一量化级、第二量化级和校正级，第一和第二量化级二者以输入信号的位深度操作，并且校正级以量化误差的位深度操作；以及基于所述反馈环路，以低于输入信号的时钟速率生成噪声成形的输出信号。根据本专利技术的第二方面，提供了一种噪声成形滤波器，包括：用于减小输入信号的位深度以获得量化的输入信号的装置；用于在反馈环路中将量化器的量化误差与所述输入信号相组合以获得噪声成形的输出信号的装置，其中，所述反馈环路包括以所述输入信号的位深度操作的第一和第二量化级与以所述量化误差的位深度操作的校正级的组合。根据本专利技术的第三方面，提供了一种噪声成形器，包括：第一和第二噪声成形滤波器，它们中的每一个都包括：量化器，所述量化器被配置为减小输入信号的位深度，以获得量化的输入信号；反馈环路，所述反馈环路被配置为将所述量化器的量化误差与所述输入信号相组合，以获得噪声成形的输出信号，其中，所述反馈环路包括以所述输入信号的位深度操作的第一和第二量化级与以所述量化误差的位深度操作的校正级的组合。根据本专利技术的第四方面，提供了一种收发器系统，包括：根据第三方面所述的噪声成形器；以及接收器，所述接收器被配置为接收基于噪声成形的输出信号的信号。根据本专利技术的第五方面，提供了一种计算机可读介质，在其上存储了计算机指令，所述计算机指令当由计算机执行时使得所述计算机执行根据第一方面所述的方法。附图说明附图被包括以提供对本公开内容的方面的进一步的理解，并且附图被并入到本说明书中并构成其一部分。附图示出了各方面，并与描述一起用于解释各方面的原理。将易于意识到其他方面和示例以及方面和示例的许多预期优点，因为通过参考以下的详细描述，它们更好理解。相似的附图标记标明对应的相似部分。图1示出了应用可加性的噪声成形滤波器100的示例。图2示出了在借助噪声成形的位深度减小后信号和量化噪声的示例性频谱200。图3示出了用于噪声成形的方法300的示例。图4示出了以半时钟实施的噪声成形滤波器子块400的示例。图5示出了以半时钟实施的示例性噪声成形滤波器500，包括如图4中所描绘的两个噪声成形滤波器子块。图6示出了流水线-基线实现方式中的噪声成形滤波器子块600的示例。图7示出了流水线-修改实现方式中的噪声成形滤波器子块700的示例。图8示出了示例性噪声成形器800，包括如图5中所描绘的噪声成形滤波器块803。图9示出了移动设备的发射器部件900的示例性框图。具体实施方式参考附图来描述方案和示例，在附图中，相似的附图标记在通篇中大致用于指代相似的要素。在以下描述中，为了解释，阐述了许多具体细节，以便提供对一个或多个方面或示例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说可以显而易见的是，可以以较少程度的具体细节来实践一个或多个方面或示例。在其他实例中，以示意性形式示出了已知的结构和元件，以便于描述一个或多个方面或示例。应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以利用其他示例，并且可以做出结构或逻辑的改变。另外，尽管可以仅关于若干实现方式之一公开示例的特定特征或方面，但是如可对于任何给定或特定应用来说期望和有利的那样，这种特征或方面可以与其他实现方式的一个或多个其他特征或方面组合。而且，就在详细描述或权利要求书中使用术语“包括”、“具有”、“带有”或这些术语的其他变形来说，这种术语旨在以类似于术语“包含”的方式为包括性的。可以使用术语“耦合的”和“连接的”，连同派生词。应理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或交互，不管它们是直接物理或电接触，还是它们没有直接彼此接触。此外，术语“示例性的”仅仅意为示例，而不是最佳的或最优的。因此，以下详细描述不应在限制性意义上采用，并且本公开内容的范围由所附权利要求书来限定。如本文所述的设备和方法可以被用作无线电传输系统的一部分或被用于无线电传输系统，例如被用于在OFDM模式中操作的系统。所公开的设备可以体现在用于无线电信号的发送或接收的设备的基带段中，尤其是基站、中继站、移动电话、手持设备或其他种类的移动无线电接收器。所描述的设备可以用于执行如本文公开的方法，尽管也可以以任何其他方式执行这些方法。以下描述可以结合任何种类的多载波无线电传输系统而阅读，具体地，采用多载波调制的任何移动通信系统，诸如例如通用移动电信系统(UMTS)标准或长期演进(LTE)标准。以下描述还可以结合数字视频广播(DVB-T/H)领域中的多载波无线电传输系统而阅读，该领域基于适于移动或手持接收器的地面发射器和通信系统设计。然而，其他通信系统(例如卫星系统或数字订户线路(DSL)系统)也可以得益于本文概述的概念和原理。如本文所述的方法和设备可以与任何种类的WiFi发射器或接收器一起利用，即，在通过可包括高速互联网连接的计算机网络无线(使用无线电波)交换数据的电子设备中。如本文所述的方法和设备可以与在如本文所述的多载波无线电传输系统内采用的任何种类的天线配置一起利用。具体地，本文提出的概念适用于采用任意数量的发射和/或接收天线的无线电系统，即，单输入单输出(SISO)系统、单输入多输出(SIMO)系统、多输入单输出(MISO)系统和多输入多输出(MIMO)系统。在下文中，描述了量化级、量化误差或位深度减小。量化是例如通过减小输入值的位深度将输入值的大集合映射到较小集合(诸如达到一定精度单位的舍入值)的过程。执行量化的设备或级称为量化器。由量化引入的舍入误差称为量化误差。在模数转换中，实际模拟值与量化数字值之间的差称为量化误差或量化失真。这个误差归因于舍入或截断。由于其随机行为，误差信号有时被认为是称为量化噪声的附加随机信号。由于以数字形式表示信号的过程通常包括舍入，在几乎所有数字信号处理中都在一定程度上涉及量化。如本文所述的方法和设备可以与任何种类的数模转换器(DAC)一起利用，即，将数字(例如二进制)代码转换为诸如电流、电压或电荷之类的模拟信号的设备。如本文所述的方法和设备可以与任何种类的模数转换器(ADC)一起利用，即，执行逆运算的设备。如本文所述的方法和设备可以与任何种类的调制一起利用，即，用于将模拟信号编码为数字信号或者将较高分辨率数字信号编码为较低分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于噪声成形的方法，所述方法包括：减小输入信号的位深度，以获得量化的输入信号；将对应于输入信号的位深度减小的量化误差馈送到输入信号的反馈环路中，所述反馈环路包括第一量化级、第二量化级和校正级，第一和第二量化级二者以输入信号的位深度操作，并且校正级以量化误差的位深度操作；以及基于所述反馈环路，以低于输入信号的时钟速率生成噪声成形的输出信号。

【技术特征摘要】
2013.07.19 US 13/9464571.一种用于噪声成形的方法，所述方法包括：减小输入信号的位深度，以获得量化的输入信号；将对应于输入信号的位深度减小的量化误差馈送到输入信号的反馈环路中，所述反馈环路包括第一量化级、第二量化级和校正级，第一和第二量化级二者以输入信号的位深度操作，并且校正级以量化误差的位深度操作；以及基于所述反馈环路，以低于输入信号的时钟速率生成噪声成形的输出信号，其中，如果到所述校正级的输入小于零，且该输入的小数部分对应于二到所述量化误差的半位深度，则所述校正级输出一，并且否则输出零。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一量化级的位深度减小对应于所述第二量化级的位深度减小。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括：在将输入传送通过所述第一量化级时，将到所述第一量化级的输入的位深度减小到所述量化误差的位深度。4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，到所述第一量化级的输入对应于到所述校正级的输入。5.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，到所述第二量化级的输入与到所述校正级的输入不同。6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括：将可加性用于第一和第二量化级与校正级的组合。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述可加性依据如下：Q(a1+Q(a2))＝Q(a1)+Q(a2)+Δ(a1)，其中，Q(a1)表示第一量化级，Q(a2)表示第二量化级，Δ(a1)表示校正级，a1表示到所述第一量化级和所述校正级二者的输入，并且a2表示到所述第二量化级的输入。8.根据权利要求1所述的方法，包括：通过将模运算应用于所述校正级的输入来确定所述校正级的输入的小数部分，所述模运算关于二到所述量化误差的位深度。9.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，包括：基于查找表实施所述第一量化级和所述校正级的组合。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述查找表的大小对应于二到所述量化误差的位深度。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述查找表的输出的位深度比到所述查找表的输入的位深度大一位。12.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述反馈环路包括借助其实部和虚部为整数的滤波器系数对所述量化误差的滤波。13.一种噪声成形滤波器，包括：用于减小输入信号的位深度以获得量化的输入信号的装置；用于在反馈环路中将量化器的量化误差与所述输入信号相组合以获得噪声成形的输出信号的装置，其中，所述反馈环路包括以所述输入信号的位深度操作的第一和第二量化级与以所述量化误差的位深度操作的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克纳，N·迪努尔，A·格雷维茨，
申请(专利权)人：英特尔移动通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE