CN100474802C - 在移动通信系统中生成扰码的装置和方法 - Google Patents

在移动通信系统中生成扰码的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种在移动通信系统中产生扰码的方法，通过执行掩码操作来产生扩展码。可移动选择器在控制器的控制下执行掩码操作以从扩展码抽取连续位数。由选择器选出掩码代码，且对选出的代码和另一个已掩码的代码进行EXOR操作以产生扰码。扰码产生装置包括：寄存器存储器，接收来自上层的扰码的状态值以设定初值，扩展码发生器，用于通过对初值和输入的信息进行掩码操作来产生扩展状态值，和扰码发生器，用于从所述扩展状态值抽取预定数目的串行位，产生至少一个对应于所述已抽取的串行位的状态值，选出对应于已抽取的串行位的状态值的一个状态值，并且用已选的状态值和还未被使用的一个初值产生扰码。

Description

在移动通信系统中生成扰码的装置和方法
技术领域
本发明一般涉及移动通信系统中的信号处理，尤其涉及生成用于传输无线信号的扰码的方法和装置。
背景技术
执行代码分割的移动通信系统通常使用加扰PN码来分离或识别各个基站。在全球移动电信系统(UMTS)、W-CDMA(宽带码分多址)的标准规范中，所述系统为执行欧洲无线通信的系统，通过将多个扰码分割成具有固定长度的多个组来生成多扰码。
这些扰码提供了双重好处：在UTMS移动通信系统中增加了容量，并识别每一个基站。在执行识别功能中，通过使用分给具有多个扰码的每一组的正交码的信道分割方案识别出用户。也就是，通过物理信道传输的用户比特与单个扰码相乘以识别小区或基站，并且被信道化代码相乘以识别在下一代移动通信系统中的每一用户。因此，特定基站的扰码区分出在下一代移动通信系统中的基站。此外，为了应付由于用户数目增加导致的系统容量不足，也使用了多扰码。因此，每一个基站必须用不同的扰码调制用户信号以在下一代移动通信系统中进行传输。
用来(例如)通过公共导频信道和公共控制信道传输基站信息的扰码被称为初级扰码。与初级扰码不同的其它扰码称为次级扰码。如果在每一个基站中使用M个次级扰码，则在此情况下需要总共N*(M+1)个扰码。这里，N表示常态(Normal)(初级和次级)的总和，“左/右”表示相对于常态的延迟值。
目前，在遵循3GPP(第三代合作计划)标准的系统中可使用从0到24575范围内的延迟值(n)。延迟值总数为24576。
在“常态”(初级+次级)位于0到8191的情况下，左备选(Leftalternative)延迟值范围为8192到16383，而右备选(Right alternative)延迟值范围为16384到24575。也就是，延迟状态意指不需考虑顺序从该特定状态开始产生代码。下面，描述与此相关的现有技术。
图1示出相关的扰码发生器的PN序列发生器。PN码为用于将与移动站相关的每一个基站与其它基站分离开的代码。PN序列x(n)具有多项式方程1+x7+x18，且PN序列的X序列寄存器(PN序列x(n))为一种如图1所示的PN序列发生器中的移位寄存器。
x(0)＝1，x(1)＝x(2)...x(16)＝x(17)＝0   (1)
x(i+18)＝x(i+7)+x(i)modul2              (2)
1+x5+x7                                 (3)
方程式(1)给出用于PN序列发生器的X序列寄存器的初值，并且当对X序列寄存器的值进行移位时由方程式(2)生成PN序列x(n)。PN序列y(n)由方程式(3)生成。如果PN序列发生器的周期为24576码片，序列值为从x(0)到x(24575)。
现在，参考图1所示的PN序列发生器介绍用于生成序列的相关方法。在此方法中，X发生器和Y发生器接收来自上层的扰码的状态值并且设定初值。MX和MY接收X发生器和Y发生器的任意状态值，并且执行EXOR(异或)运算，并且将所述结果分别作为X发生器和Y发生器的MSB(最高有效位)来输入。MXI/MXQ和MYI/MYQ分别对x(n)和y(n)执行掩码(masking)操作。然后，输出由EXOR(异或)运算执行的MXI/MXQ和MYI/MYQ分别作为I代码和Q代码。
PN序列发生器的X序列寄存器根据方程式(1)从左到右存储比特值0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1。由于在X序列寄存器的地址0处的“1”被移位到右方并且输出，第一序列值x(0)变为1，而由于在地址1处的“0”被移位到右方，x(1)变为0。PN序列的x(0)到x(17)为与方程式(1)的初始设置一样的输出，而PN序列的x(18)到x(24575)可由方程式(2)表示。操作如下所述。
在初始移位操作期间输出地址0的比特信息后，寄存器的从地址17到地址1的位被右移一位。也就是，以下述方式进行该操作：最初存储在地址1的“0”被移位到地址0，最初存储在地址2的“0”被移位到空闲地址1，依此类推。最后，存储在地址17的MSB“0”被移位到地址16。
移位操作的结果，寄存器的地址17变为空位，然后在地址0的MSB“0”和在地址7的“0”的异或(此后称为EXOR)运算结果被插入地址17。插入到地址17的值变为x(18)值，也就是PN序列的第19个值。通过以相同方式驱动PN序列发生器可获得最大为至x(2575)的值。
当移动终端连接到基站时，移动终端产生用于基站中的前向PN序列，以解释从基站发出的扰码。但是，由于PN序列的周期相当长，用于从序列的初值产生前向PN序列的计算量太大，从而需要以延迟状态产生序列。
为了产生具有延迟状态的PN序列，使用一种方法来进行掩码操作。如果x(n)是图1中的PN序列发生器的没有任何延迟的常态的PN序列，具有(例如)比x(n)延迟24576的PN序列输出为x(n+24576)。在具有延迟的情况下，使用的掩码(也就是，用覆盖寄存器的地址4，5和15的掩码进行EXOR操作)与延迟相对应，如果需要产生另一个延迟，使用另一形状掩码。
在PN序列中，y(n)具有多项式方程式1+x5+x7，并且PN序列的Y序列寄存器为移位寄存器。以与X序列寄存器的操作的相同方式执行Y序列寄存器的操作。因此，如图1所示，通过对掩码MXI和MYI进行EXOR操作产生扰码I，通过对掩码MXQ和MYQ进行EXOR操作产生扰码Q。
图2给出图1中所示的扰码发生器的具体配置。扰码发生器包括：寄存器初值设定单元20，用于接收来自上层的扰码的状态值并且设定寄存器的初值，和代码发生器21，用于根据初始状态产生代码。由于参照图1介绍了相关的扰码发生器的基本操作，下面将介绍上面的描述中省略的部分。
在图2的发生器中，从上层将扰码的18位的代码初值(IN_I_X[17:0])输入到X寄存器中，并且将值“1”输入到Y序列寄存器的所有地址中。根据信号，“CLOCK_N_TIEMS”为码片xN的值，N可为2，4和8，“INI”为初始化系统的信号，“EN_NEXT”为用于将当前状态推向下一状态的信号，也就是EN_NEXT在初始化后通知推向下一状态。MX和MY为对于X和Y的序列寄存器的具体状态值执行掩码操作的单元。
MXI，MXQ，MYI，和MYQ为这样的一种单元，其对从初始化寄存器值设定单元20输出的代码进行掩码并且分别输出SCXI，SCYI，SCXQ，和SCYQ的代码，从而通过EXOR操作产生所希望的扰码。
上述的相关系统和方法具有多个缺点。具体说，如上所述，当移动终端连接到基站时，必须在上述相关的扰码发生器中产生前向PN序列。由于PN序列的周期相当长，用于从序列的初值产生前向序列的计算量很大，因此，需要以所需的延迟状态产生序列。目前，在3GPP的标准规范中，可在基站中使用的延迟值(n)的范围总共为24576(从0到24574)。因此，由于图2所示的相关的PN序列发生器通过存储X序列寄存器的值的初始状态来产生代码(18bits*24576)，需要具有巨大容量的存储器。同样，可以根据在相关的扰码发生器的时钟产生一个扰码I和Q。
在此结合上面所述的标准规范TS的整个公开内容作为参考。
发明内容
本发明的目的是至少解决上述的问题和/或缺点，并至少提供下面介绍的优点。
因此，本发明的目的是提供一种在移动通信系统中生成扰码的装置和方法，其中该装置和方法通过使用代码发生器在基站中同时产生初级代码、次级代码和延迟代码，从而减少存储代码值的存储器的容量。
通过在移动通信系统中提供扰码发生装置而实现本发明的这些和其他目的，一种移动通信系统中的扰码发生装置，包括：寄存器存储器，其接收来自上层的扰码的状态值，以设定多个寄存器中的至少两个寄存器的初值；代码发生器，其通过基于所述至少两个寄存器中第一寄存器的初值和输入信息执行掩码操作，生成扩展状态值；和扰码发生器，用于生成扰码，其包括：第一选择器，其是可移动选择器，用于从扩展状态值中连续选出第一状态值，并且基于对应于第一状态值的左备选状态值和右备选状态值同时生成第二状态值，并且该第一选择器用于自第一状态值和第二状态值的一个中选出第一输出值；和第二选择器，用于从得自所述至少两个寄存器中第二寄存器的值中选出第二输出值，其中，基于第一输出值和第二输出值生成扰码。
一种在移动通信系统中产生扰码的方法，包括：(a)接收来自上层的扰码的状态值，并设定多个寄存器中的至少两个寄存器的初值；(b)通过基于所述至少两个寄存器中第一寄存器的初值和输入信息的掩码操作而产生扩展状态值；(c)通过从扩展状态值中连续选择，产生具有预定位数的第一选出状态值，并且同时产生对应于该第一选出状态值的延迟状态值；(d)从第一选出状态值和延迟状态值的至少一个中选出第一输出值；(e)从得自所述至少两个寄存器中第二寄存器的值中选出第二输出值；和(f)基于第一输出值和第二输出值产生扰码。
根据本发明，可以大大地减少存储器的大小，并且利用代码发生器可同时产生多个前向代码，例如初级代码、次级代码、延迟值右和左备选。
本发明的其它优点、目的和特征一部分将在随后的说明中进行阐述，一部分在查阅下面的说明后对本领域普通技术人员变得很清楚，或者可从实施本发明中了解。根据权利要求书中指出的，可以认识和获得本发明的目的和优点。
附图说明
参考附图详细地介绍本发明，其中相同的附图标记代表相同的部件，其中：
图1为相关的扰码发生器的PN序列发生器；
图2为如图1所示的扰码发生器的详细配置；
图3为根据本发明的扰码发生器；
图4为根据本发明的前向扰码发生器的掩码结构；
图5为如图4所示的每一个掩码的详细操作过程；和
图6为根据本发明的在移动通信系统中的用于产生扰码的方法的流程图。
优选实施例说明
现在参考附图详细地介绍本发明。在下面的说明中，即使在不同的附图中，对相同的部件使用相同的附图标记。此说明中的实施例用来帮助对本发明的全面理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对在此描述的本发明进行改动。此外，由于众所周知的功能或构造不必要的详细说明会使本发明不明显，所以没有详细地对他们进行说明。
图3为在根据本发明的一个实施例的移动通信系统中的扰码发生器。所述扰码发生器包括：寄存器存储器30，其用于接收来自上层的扰码的状态值，并且设定初值；代码发生器31，其用于对X序列寄存器的初值和输入的信息进行掩码操作来产生扩展状态值；和扰码发生器32，用于通过在包括所述扩展状态值的状态值之中连续选出的至少第一状态值(初级代码的或次级代码的)、通过产生与至少所述第一状态值对应的至少状态值(L，R)而选出的第二状态值、和在所述初值中还未使用的初值来产生扰码。
在此配置中，寄存器存储器30对应于如图2所示的用于接收来自上层的扰码的状态值的寄存器初值设定单元20，并且其中的基本操作与寄存器初值设定单元20的相同。然而，寄存器存储器30的不同点在于：其将从上层接收到的18位初级扰码的初值(PRI_INI_X[17:0])存储到X序列寄存器中。
图4示出了图3所示的代码发生器31的掩码的结构。图4还示出了在对任意顺序18位进行掩码操作以产生扩展状态值的代码发生器31中产生所希望的扰码的实施例。
图5示出图4的掩码操作的优选方式。如图所示，对如图3所示赋给MX0的18位(I[N-1:0])(X[17:0])(I0～I17)和从控制器(未示出)给出的每一个掩码值(m0～m17)进行AND操作，以获得所希望的输出。对经过掩码的值(MASKED_VAL[N-1:0](mv0～mv17)进行EXOR操作以输出它的结果，作为下一个MASK(MX1)的输入，以产生所希望的扰码。
现在介绍根据本发明的实施例的产生扰码的方法。如图所示，设置初值的寄存器存储器30接收18位初级扰码的状态值，并且设定多个寄存器中的X序列寄存器的初值和Y序列寄存器的初值。然后，如图1和2所述的那样执行掩码操作。
在下一个时钟，将通过对于X序列寄存器的初值进行掩码操作而得到的经过掩码的值输入到图3的代码发生器31中，以产生32位的扩展X值。即，单独地产生扩展X值(EXTEND_X[31:0])，其中将14位添加到原始18位中的。根据使用的设备，所述的18位和14位是可变的。
通过对32位的X值中的18位进行连续地移位来执行所述掩码操作，而由于在32位和14位之间相减的结果，用于抽取18位的方法可被设置用于至少16种情况(N_SC[3:0]，即16(4位24)。这里，当移位选择器分别选定0-17位(初级代码)，1-18位，2-19位，...，或14-31位(次级代码)时，NSC(扰码数量)为0-14。移位选择器从代码发生器31的状态值输出中选出一个，如在移动状态中的顺序排列的0-17位(初级代码)，1-18位，2-19位，...，或14-31位(次级代码)。
在16种从32位提取18位的方法中，在第一个18位的情况下，从位0开始连续地选择18位，产生初级扰码0-17位。在从位1，2，3，4，或14开始选出18位的其他情况下，产生具有位1-18，位2-19，...，或位14-31的次级扰码。因此，通过由控制器控制的移位选择器(SHIFTEX[31:0]>>N_SC)的选择操作，输出来自图3所示的代码发生器31的位0-31中被连续提取的18位。
如前所述，可以将16种的18位输入到图3所示的扰码发生器32的MXIN。例如，如果可移动选择器选定0，则将18位输入到扰码发生器32。此时，MXIN变为常态码，MXIL变为具有8192延迟(左备选)的代码，且MXIR变为具有16384延迟(右备选)的代码。即，EXOR门使用至少具有N(常态)、L(左)和R(右)的已选I和Q值产生所希望的扰码，所述已选I和Q值是在控制器控制下由可移动选择器选定的，并且通过对Y值进行掩码而获得经掩码的I和Q值。
如本发明的上述描述，通过从上层接收的18位初级扰码的初值来设置X序列寄存器的初值，并且Y序列寄存器的所有地址都被设为1。之后，在下一个时钟通过所述掩码MX来确定从X0到EX31的下一个32个状态，并连续地选出18个状态值。通过所述掩码MX I/Q和MY I/Q来产生扰码。此时，当使用选择器(SEL_XI/XQ)选出所述18个状态值(N，L，R)中的一个时，产生具有在0-8191(常态)、8192-16383(左备选)和16384-24575(右备选)中的延迟的扰码中的一个。
图6为图示在根据本发明的另一个实施例的移动通信系统中的扰码发生方法的流程图。首先，设置X序列寄存器和Y序列寄存器的初值(步骤61)。如上所述，将初值0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，1输入到X序列寄存器，并将1输入Y序列寄存器的所有地址中。
使用所述初值、由所述控制器分配的值(m0，m1，...，m17)和输入信息(I[N-1:0])(X[17:0])来产生扩展的掩码值(X0-EX31)(步骤62)。
在控制器的控制下，可移动选择器(SHIFT EX[31:0]>>N_SC)以18位(MXIN，MXQN)的连续信息的形式对扩展的掩码值(0-31)进行选择。当所述位是以LSB 0为基础的0-17时，产生了初级代码。并且，当所述18位是以1或更多为基础连续地选出的时候，产生了次级代码(步骤63)。
在此阶段，产生了由可移动选择器选出的信息(MXIN和MXQN)，以及具有相对于所选出的信息的一定延迟量的左备选(MXIL和MXQL)和右备选(MXIR和MXQR)(步骤64)。
选择器(SEL_XI)选出MXIN、MXIL、和MXIR中的一个作为输出值(SCXI)。另一方面，另一个选择器(SEL_XQ)选出MXQN、MXQL、和MXQR中的一个作为输出值(SCXQ)(步骤65)。
对由选择器(SEL_XI，SEL_XQ)选出的值(SCXI，SCXQ)和通过对Y值进行掩码而获得的经过掩码的值(SCYI，SCYQ)进行异或操作，然后输出扰码I、Q(步骤66)。
如上所述，本发明涉及用于产生扰码的装置和方法，所述装置和方法通过在可移动选择器的控制下选择连续的位来执行掩码操作，以从扩展码中获得期望的输出。然后，本发明通过由选择器选出的经过连续地掩码的至少一个代码和另一个经过掩码的代码执行EXOR操作，来产生扰码。
因此，本发明提供了对常规代码发生器的显著改进。例如，图2中所示的相关的PN序列发生器仅能够产生0-17代码(初级代码)。然而，根据本发明的扰码发生装置不仅产生0-17码位，而且使用如图3所示的扰码发生器产生码位1-18，位2-19，...，位14-31。因此，与现有技术的存储器的存储容量要求相比，本发明将存储容量要求减少到1/15。
此外，在图2所示的所希望的PN序列发生器中仅能够产生N个状态值。相比之下，根据本发明的扰码发生装置不仅产生N个状态值，也产生具有对应于N个状态值的一定延迟量的左备选和右备选。因此，本发明进一步地将用于产生所希望的扰码的存储容量减少到1/3。
此外，根据本发明，由于初级代码和次级代码是通过在单个扰码发生器中的可移动选择器(SHIFT EX[31:0]>>N_SC)的选择而连续地产生的，因此可同时产生N和具有相对于N的延迟量的左/右备选。
此外，为了存储由X序列寄存器产生的初值(18位*24576，这里24576是通过(初级代码数+次级代码数)*(N+R+L)而得到的)，必须使用巨大的存储容量。而在本发明中，可以存储X序列寄存器(0-17位)的初值，且可产生延迟值。因此，可将存储容量减少到1/45(1/15*1/3)。
尽管参考优选实施例给出并介绍了本发明，本领域普通技术人员应当理解，在不背离权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行形式上和细节上的各种改变。
上述实施例和优点仅仅是示例性的，不构成对本发明范围的限制。可将本发明的教导方便地应用到其他类型的装置。对本发明的说明是说明性的，不限制权利要求的范围。对本领域的普通人员来说，许多替换，改动和变化将是显而易见的。在权利要求书中，装置加功能语句旨在覆盖这里描述的实现所述功能的结构，不仅是结构等同的，也包括等同的结构。

Claims (15)

1.一种移动通信系统中的扰码发生装置，包括：
寄存器存储器，其接收来自上层的扰码的状态值，以设定多个寄存器中的至少两个寄存器的初值；
代码发生器，其通过基于所述至少两个寄存器中第一寄存器的初值和输入信息执行掩码操作，生成扩展状态值；和
扰码发生器，用于生成扰码，其包括：
第一选择器，其是可移动选择器，用于从扩展状态值中连续选出第一状态值，并且基于对应于第一状态值的左备选状态值和右备选状态值同时生成第二状态值，并且该第一选择器用于自第一状态值和第二状态值的一个中选出第一输出值；和
第二选择器，用于从得自所述至少两个寄存器中第二寄存器的值中选出第二输出值，
其中，基于第一输出值和第二输出值生成扰码。
2.根据权利要求1的装置，其中通过使用多个掩码执行所述掩码操作，来生成所述扩展状态值。
3.根据权利要求1的装置，其中所述第一选择器是在控制器的控制下连续地选出第一状态值的。
5.根据权利要求1的装置，其中通过对所述第一输出值和第二输出值执行异或操作，来生成扰码值。
6.一种在移动通信系统中产生扰码的方法，包括：
(a)接收来自上层的扰码的状态值，并设定多个寄存器中的至少两个寄存器的初值；
(b)通过基于所述至少两个寄存器中第一寄存器的初值和输入信息的掩码操作而产生扩展状态值；
(c)通过从扩展状态值中连续选择，产生具有预定位数的第一选出状态值，并且同时产生对应于该第一选出状态值的延迟状态值；
(d)从第一选出状态值和延迟状态值的至少一个中选出第一输出值；
(e)从得自所述至少两个寄存器中第二寄存器的值中选出第二输出值；和
(f)基于第一输出值和第二输出值产生扰码。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：通过输入所述至少两个寄存器中的第一寄存器的初值的经过掩码的值而产生单独的第一状态值，并且基于所述至少两个寄存器中的第一寄存器的初值产生扩展状态值。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：基于输入信息和由所述掩码操作输出的输出信息而产生所述至少两个寄存器中的第一寄存器的扩展值，以通过所述掩码操作产生在具有多个位数的输入信息的基础上选出的扩展状态值。
9.根据权利要求8所述的方法，其中通过对从所述掩码操作输出的信息执行第二掩码操作，来产生所述扩展状态值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中通过对所述至少两个寄存器中第一寄存器的扩展值进行连续地移位，将所述掩码操作输出的信息发送到第二掩码操作。
11.根据权利要求6所述的方法，其中如果所述扩展状态值是连续选出的，则基于最低有效位选出初级代码。
12.根据权利要求6所述的方法，其中如果所述扩展状态值是连续选出的，则基于除最低有效位LSB以外的其他地址选出次级代码。
13.根据权利要求6所述的方法，其中在基于从扩展状态值中连续选出的值对扩展状态值执行掩码的条件下，对应于所述连续选出的值生成初级或次级代码的常态值。
14.根据权利要求12所述的方法，其中在基于从所述扩展状态值中连续选出的值对扩展状态值执行掩码的条件下，生成具有对应于所述连续选出的值的关于常态值的至少一个延迟状态值。
15.根据权利要求13所述的方法，其中通过将在常态值、以及对应于所述常态值的左备选状态值和右备选状态值和被输出自所述至少两个寄存器中第二寄存器的值掩码的第一/第二输出值中选出的扰频第一/第二输出值输入到异或门，生成所述扰码。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当基于为0的LSB连续地输入18位时通过掩码操作输出的扰码具有常态值的延迟量、左备选状态值的延迟量和右备选状态值的延迟量，其中常态值的延迟值范围是从的0至8191个代码，左备选状态值的延迟值范围是从8192至16383个代码，和右备选状态值的延迟值范围是从16384至24575个代码，并且通过执行异或操作生成扰码。
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