CN1286840A - 在移动通信***中产生正交码的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于根据符号率产生长度不同的正交码的设备和方法。计算对应于变化的符号率的正交码长度以使确定一个有效比特数。顺序产生一个码片计数值直到达到可由有效比特数计数的最大值。通过对转换成有效比特数的二进制数的正交码索引和顺序产生的码片计数值进行逻辑运算来产生一个正交码。

Description

在移动通信***中产生正交码的设备和方法

                       发明背景

1.发明领域

本发明涉及在移动通信***中的用于产生正交码的设备和方法，并且特别涉及一种根据不同的符号率产生长度不同正交码的设备和方法。

2.相关技术说明

通常，正交码用于扩展信道并作为标识符区别多个信道。在采用IS-95CDMA***的一般发射机中，具有64码片长度的Walsh(沃尔什)码(一种形式的正交码)被用于维护信道间的正交和扩展频带。通过使用64码片Walsh码，可获得1.2288 Mcps的频道扩展率，因为由从发射机的调制器到扩展器提供的不同信道编码数据的符号率均匀地保持在19.2Kbps。因此，使用一个64×64的Walsh码表。

然而，例如在应用于一个IMT-2000***的CDMA-2000(码分多址-2000)移动通信***中，在调制正向信道的过程中提供给扩展器的数据的符号率按信道类型而各不相同，因此就需要长度随信道变化的Walsh码。

为了用常规方法产生具有不同长度的Walsh码，提供对应于不同长度的Walsh码表。这要求有多样的不同存储器，按照各种符号率灵活使用不同长度的Walsh码仍然是困难的。

所以，本发明的一个目的是提供一种设备和方法，用于在移动通信***中根据不同符号率产生长度不同的正交码。

本发明的另一个目的是提供一种设备和方法，用于在移动通信***中由一个正交码索引和码片计数产生正交码。

按照本发明的一个方面，在移动通信***中用于产生正交码的设备包括：存储器，具有分别存储有效比特数的几个寄存器；正交码索引和码片计数值；正交码产生电路，用于顺序产生码片计数值直到可由有效比特数计数的最大值，并通过正交码索引和顺序产生的码片计数值的逻辑运算产生正交码。

按照本发明的另一个方面，在移动通信***中用于产生正交码的方法包括以下步骤：计算对应于不同符号率的正交码的长度；由计算出的正交码的长度确定有效比特数；顺序产生码片计数值直到可由有效比特数计数的最大值；将正交码索引转换成有效比特数的二进制数；对转换成二进制数的正交码索引和顺序产生的码片计数值执行逻辑运算以产生一个正交码。

                       附图简述

通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其他目的、特性、优点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明实施例说明移动通信***的调制器的方块图；

图2是根据本发明实施例说明由一个等式表示的正交码产生过程的示意图；

图3是说明图1中表示的正交码产生器的流程图。

                   优选实施例详细说明

在此以下将参考附图对本发明的优选实施例进行描述。在下列描述中，由于众所周知的功能和结构会在不必要的细节上使本发明不清晰，所以就不进行详细说明。

图1根据本发明的一个实施例说明移动通信***的调制器。调制器的描述重点在有关正交扩展的部分。

参考图1，多路分解器(DEMUX)和信号映象电路111将输入的符号数据(或编码数据)多路分解以分别输出一个I-信道(或第一信道)信号和一个Q-信道(或第二信道)信号。该DEMUX和信号映象电路111还转换一个符号数据的电平，例如，将“0”转换为“+1”，将“1”转换为“-1”。第一和第二信道增益控制器115和116依据控制器113提供的一个增益控制信号分别控制从DEMUX和信号映象电路111输出的第一和第二信道信号的增益。存储器112存储不同程序的数据和执行程序过程中的临时产生的数据。该存储器112包括：一个存有随信道符号率变化的正交码长度信息的寄存器；一个存有分配给信道的正交码索引的寄存器；一个存***片计数的寄存器，该计数可通过依据相应的码片时钟计数一个需正交扩展的符号而得到。下面将描述的有关正交码长度的信息可以定义为是限制正交码索引和码片计数的实际有效比特数的意思。控制器113控制调制器的全部操作。具体地说，控制器113从存储器112读取与产生正交码相关的参数并将该参数提供给每一信道产生器的正交码产生器114。该正交码产生器114根据从控制器113提供的正交码长度信息(即有效比特数)、正交码索引和码片计数产生相应的正交码。第一和第二乘法器117和118用正交码分别乘以从第一和第二信道增益控制器115和116输出的第一和第二信道信号，而产生正交调制的第一和第二信道信号IW和QW。

在按本发明实现产生正交码设备的过程中，存储器112、控制器113和正交码产生器114是必不可少的成分。对于控制器113和正交码产生器114二者，将使用术语“正交码产生电路”。

在上述调制器的正交扩展操作中，编码数据(或符号数据)被DEMUX和信号映象电路111分离成第一和第二信道信号。正如控制器113所指示的，分离的信号由第一和第二信道增益控制器115和116控制其增益。增益受控的第一和第二信道信号被分别提供给第一和第二乘法器117和118。控制器113接收对应于编码数据符号率的正交码长度、码片计数和分配给信道的正交码索引。这些参数通过访问包含在存储器112中的寄存器而获得，并被提供给相应信号产生器的正交码产生器114。正交码产生器114然后通过存储在其内部DSP(数字信号处理器)中的程序或通过一个ASIC(专用集成电路)产生相应的正交码。产生的正交码被提供给乘法器117和118。乘法器117和118分别用正交码乘以从第一和第二信道增益控制器115和116输出的增益受控的第一和第二信道信号，从而分别产生对应于I和Q信道的正交调制的第一和第二信道信号IW和QW。

产生正交码的过程在此将更详细地描述。正交码产生过程由正交码产生电路执行，该电路包括控制器113和正交码产生器114。应注意正交码长度信息可交替的用作有效比特数。

正交码产生过程可大体上分为两步：第一步是产生产生正交码所需的信息，第二步是基于产生的信息来产生正交码。所需的信息是分配给每一信道的正交码索引，通过以码片时钟计数一个符号周期而获得的码片计数，以及正交码长度。

现在将描述第一步，产生基于正交码索引、码片计数和正交码长度的信息。

在CDMA-2000***中，在调制前向信道的过程中提供给扩展器的数据符号率根据信号类型变化，不象传统的IS-95 CDMA***。为了均匀地调节频带扩展率，正交码长度根据不同的符号率而变得各不相同。例如，正交码长度可以是8，16，32，64，128，256，512和1024码片。如果频带扩展率为3.6864 Mcps，并且提供给扩展器的数据的符号率为14.4Kbps，28.8Kbps，57.6Kbps及115.2Kbps，则正交码长度变成256码片，128码片，64码片和32码片才能产生3.6864 Mcps的频带扩展率，即：

14.4Kbps×256chips=3.6864Mcps

28.8Kbps×128chips=3.6864Mcps

57.6Kbps×64chips=3.6864Mcps

115.2Kbps×32chips=3.6864Mcps

因此，按照提供给扩展器的不同的数据符号率产生具有不同长度的正交码，从而获得一个均匀频带扩展率。为此，控制调制器的处理器为调制器提供关于正交码长度的信息。作为一个例子，随符号率的变化的正交码长度可以表示为2的规定数的幂。例如，4=2²，8=2³，16=2⁴，…，1024=2¹⁰。

如上所述，对应于每一正交码长度的基数是2而仅仅是指数不同。因此，由符号率确定的正交码长度信息使用该指数。处理器为调制器提供该指数作为正交码长度信息I。

分配给每一信道的正交码索引n和通过用码片时钟计数一个符号周期得到的码片计数t的范围，可灵活地扩大或缩小各种正交码长度4，8，16，64，128…。

具体地说，正交码索引n和码片计数t都在相同范围0≤n，t≤2^I-1内确定。正交码索引指示将上述范围内的一个整数值表达为I比特的二进制数。码片计数由I比特的二进制数依次表示上述范围内的一个整数。假设正交码长度信息I是4，则正交码索引成为表示0到15的一个整数的4比特的二进制数。作为码片计数，4比特二进制数的值，即0000到1111顺序被提供用于指定范围从0到15的整数。尽管上述的例子限制正交码索引和码片计数的比特数为I比特，但比特数不需要限制。即，能够指定正交码索引和码片计数的比特数达到最大比特数。然后在指定的比特数中除了实际有效的比特外所有比特都设为“0”。根据在移动通信***中的最长Walsh码确定最大比特数。实际有效的比特表示正交码索引和码片计数的比特数。例如，如果用于移动通信***中的最长Walsh码是128(=2⁷)码片，则最大比特数为7比特。

因此，如果指定了符号率，那么正交码长度就由指定的符号率确定，从而码片计数和正交码索引的范围由正交码长度确定。一旦码片计数的范围确定，码片计数就在确定的范围内顺序增加。正交码长度、正交码索引和增加的码片计数作为产生正交码的信息被提供。如果正交码产生器114具有根据正交码索引估计正交码长度的功能，那么控制器113就不必提供正交码长度信息。

在第二步中，通过使用正交码长度信息、对每一信道指定的正交码索引和从处理器提供的码片计数来产生正交码。简而言之，除了正交码索引和码片计数之外，正交码长度信息也提供给一种算法，以便产生不同长度的正交码。

用于控制调制器的处理器基于符号率确定正交码长度信息并将该信息提供给正交码产生器114，从而按符号率产生具有可变长度的正交码。通过限制根据正交码长度信息表示为二进制数的正交码索引n和码片计数t的数字数目来产生需要长度的正交码。其可表示为等式1：

[等式1]

W(I，n，t)=(n_I-1×t_I-1)…(n₄×t₄)_(n₃×t₃)_(n₂×t₂)_(n₁×t₁)_(n₀×t₀)其中，I是正交码长度信息(即，2，3，4，…)，n是给每一信道指定的正交码索引，t是通过用码片时钟计数一个符号周期得到的码片计数。

如果正交码长度信息、正交码索引和码片计数由等式1指定，则产生相应的一个码片的正交码。正如可从等式1看出的，有效计算范围由正交码长度信息I确定。同时，一比特的正交码通过在有效计算范围内将构成码片计数的比特和构成正交码索引的比特的逻辑运算得到。也就是说，码片计数和正交码索引以比特为单位进行“与”运算，并将“与”的结果进行“异或”。

图2说明了根据正交码长度信息I确定的有效计算范围。如果正交码长度信息I是3(=011)，码片计数t的范围是从0到7，并且正交码索引n是3(即，n₂，n₁，n₀=0，1，1)，那么使用对应于参考数字214的范围产生一个码片正交码，如图2所示。即：

W(3，3，t)=(n₂×t₂)_(n₁×t₁)_(n₀×t₀)x其中，n=(011)且0≤t≤7。

因此，

对于t=0(000)，W(3，3，0)=(0×0)_(1×0)_(1×0)=0；

对于t=1(001)，W(3，3，1)=(0×0)_(1×0)_(1×1)=1；

对于t=2(010)，W(3，3，2)=(0×0)_(1×1)_(1×0)=1；

对于t=3(011)，W(3，3，3)=(0×0)_(1×1)_(1×1)=0；

对于t=4(100)，W(3，3，4)=(0×1)_(1×0)_(1×0)=0；

对于t=5(101)，W(3，3，5)=(0×1)_(1×0)_(1×1)=1；

对于t=6(110)，W(3，3，6)=(0×1)_(1×1)_(1×0)=1；

对于t=7(111)，W(3，3，7)=(0×1)_(1×1)_(1×1)=0。

最后，产生正交码(01100110)。这个基于等式1的正交码产生过程可由等式2表示，并用C语言来写。

[等式2]

Walsh(int length，int index，int count)

{

int I，wc=0；

for(i=0；i＜length；i++)

wc=wc^(((index>>i)&0×01)&((count>>i)&0×01)；

return(Wc)；

}其中，i是一个临时计数参数；wc是一个存储最终值的参数；length是一个含有由符号率决定的正交码长度信息的参数；index是分配给信道的正交码索引；count是通过用码片时钟计数一个符号周期得到的码片计数。

码片计数的范围依正交码长度而不同，如下面表1所示：[表1]

长度	计数范围	正交码长度
2	0-3	4

3	0-7	8
4	0-15	16
5	0-31	32

正交码产生过程可由DSP中的一个等式2所示的程序或由ASIC中的如HDL(硬件开发语言)的算法来实现。

在ASIC中得到正交码产生器的例子如图3所示。参考图3，正交码产生器包括含有多个“与”门310_0，…，310_M-1的“与”门电路310和一个“异或”门320。构成“与”门电路310的“与”门数量与根据最长正交码决定的最大比特数相同。如果正交码长度为4，8，16，32，64和128码片，则“与”门的数目基于128(=2⁷)码片来确定。在这种情况下，对应于比特数、正交码索引和码片计数，“与”门数将是7。当产生长度比最长正交码长度短的正交码时，除了实际有效比特外所有的比特都设为“0”。换句话说，除了实际有效比特的所有比特都被掩蔽为“0”。

每个“与”门310_0，…，310_M-1都执行正交码索引的相应比特与码片计数的相应比特之间的“与”运算。“异或”门320对“与”门电路310的输出执行“异或”运算以产生构成正交码的一比特。参考符号Walsh Index是一个用于存储需计算的正交码索引的寄存器；chip_count是一个用于存储当前码片计数的寄存器；Walsh_code是一个当前计算的正交码值；M是将最大正交码长度表达为2的规定数的幂的值(例如，如果最长正交码长度是128码片，那么M为7)。

现在用例子说明图3中正交码产生器的运算，假设正交码长度信息I是3(011)，码片计数t是0-7，正交码索引n是3(n2，n1，n0=0，1，1)。又假设最长正交码长度是128码片，即M是7。所以，正交码信息I(=3)实际要求的“与”门数被限制为3。

作为正交码索引，实际信息011与掩蔽为“0”的4比特一起连续提供。作为码片计数，提供掩蔽为“0”的4比特和从000到111变化的3个最低有效比特。根据正交码索引和码片计数的“与”门电路310的输出列在下面表2中。[表2]

“与”门310_0，…，310_M-1的输出q₀到q₆被提供给“异或”门320。“异或”门320通过对输出q₀到q₆的“异或”运算产生正交码“01100110”。

在本发明的优选实施例中，控制器113确定用于产生正交码的包括码片计数的信息，并将该信息提供给正交码产生器114。然而，控制器113可仅提供正交码长度和正交码索引，而正交码产生器114产生码片计数。在这种情况下，正交码产生器应该包括一个计数器以便基于正交码长度产生码片计数。

如上所述，由于可依符号率产生具有不同长度的正交码，所以本发明能有效的应用于符号率随信道类型改变的CDMA-2000移动通信***中。此外，由于不必要对应于不同的正交码长度产生不同类型的正交码表，所以不要求多重变化的存储器并且硬件配置可由一个适用于不同符号率的通用结构实现。

尽管本发明是参照其特定的优选实施例来描述的，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围和情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。

Claims (10)

1．一种在移动通信***中用于产生正交码的设备，包括：

存储器，含有用于分别存储有效比特数、正交码索引和码片计数值的寄存器；

正交码产生电路，用于顺序产生所述码片计数值直到达到可由有效比特数计数的最大值，还用于通过对所述正交码索引和所述顺序产生的码片计数值进行逻辑运算而产生正交码。

2．如权利要求1所述的设备，其中，当对应于变化的符号率的正交码长度表示为2的规定数的幂时，则所述有效比特数表示指数比特数。

3．如权利要求1所述的设备，其中，所述正交码产生电路接收到所述有效比特数、正交码索引和码片计数值，并根据下面的等式产生一正交码：

W(I，n，t)=(n_I-1×t_I-1)…(n₄×t₄)_(n₃×t₃)_(n₂×t₂)_(n₁×t₁)_(n₀×t₀)

其中，I是有效比特数，n(=n_I-1，…，n₄，n₃，n₂，n₁，n₀)是正交码索引，t(=t_I-1，…，t₄，t₃，t₂，t₁，t₀)是码片计数值。

4．如权利要求2所述的设备，其中，所述正交码产生电路包括：

控制器，用于确定所述的有效比特数，顺序产生所述的码片计数值直到达到可由有效比特数计数的最大值，并将所述正交码索引转换成所述有效比特数的二进制数；

正交码产生器，用于通过对转换成二进制数的正交码索引和顺序产生的码片计数值进行逻辑运算来产生一个正交码。

5．如权利要求4所述的设备，其中，所述正交码产生器包括：

多个“与”门，用于对所述转换成二进制数的正交码索引的比特和所述顺序产生的码片计数值的比特进行“与”运算；

“异或”门，用于对所述“与”门的输出进行“异或”运算以产生以一片为单位的正交码。

6．一种在移动通信***中产生正交码的方法，包括以下几步：

对应于变化的符号率计算正交码长度；

基于计算出的正交码长度确定有效比特数；

顺序产生码片计数值直到达到可由所述有效比特数计数的最大值；

将正交码索引转换成所述有效比特数的二进制数；

对所述转换成二进制数的正交码索引和所述按照顺序依次产生的码片计数值执行逻辑运算以产生一个正交码。

7．如权利要求6所述的方法，其中，当所述正交码长度表示为2的规定数的幂时，则所述的有效比特数表示该指数。

8．如权利要求6所述的方法，其中，所述的逻辑运算包括以下步骤：

对所述转换成二进制数的正交码索引的比特和所述顺序产生的码片计数值的比特进行“与”运算；和

对“与”运算的结果进行“异或”运算。

9．一种在移动通信***中用于产生正交码的方法，包括以下步骤：

对应于变化的符号率计算正交码长度以便确定有效比特数；

接收所述的有效比特数、正交码索引和码片计数值，并按照下列等式产生正交码：

W(I，n，t)=(n_I-1×t_I-1)…(n₄×t₄)_(n₃×t₃)_(n₂×t₂)_(n₁×t₁)_(n₀×t₀)

其中，I是有效比特数，n(=n_I-1，…，n₄，n₃，n₂，n₁，n₀)是正交码索引，t(=t_I-1，…，t₄，t₃，t₂，t₁，t₀)是码片计数值。

10．如权利要求9所述的方法，其中，当所述正交码长度表示为2的规定数的幂时，则所述有效比特数表示该指数。

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