本发明的目的之一在于,提供一种WCDMA系统中处理不连续发射的方法,该方法采用了加指示位以区分信息位和DTX比特,有效表示宽带码分多址系统中的DTX比特并将此指示位作为控制位,用以控制DTX比特关闭发射。
本发明所述方法是通过以下技术方案实现的:
1采用两个比特位b1、b0来表示不同的信息状态,高位比特b1表明低位比特b0是否为有效信息;低位比特b0表示信息状态;
2、传输信道的信息通过编码和复用映射到相应的物理信道中,在速率匹配后插入DTX比特指示位,DTX比特插入单元以后原有的每个信息都用两个比特来表示;
3、将上述映射结果进行数据的异步通信和数据的缓存;
4、完成基带物理信道的扩频和加扰,以及DTX比特的提取和二进制原码输出;
5、完成功率控制,并按照一定的发射功率将码元发射出去。
在上述的处理DTX比特的方法步骤1中,所述信息采用两个比特位b1、b0来表示不同的信息状态,高位比特b1是信息指示,表明低位比特b0是否为有效信息;低位比特b0表示信息状态;也就是说当b1为0时表示b0为有效信息,即‘00’表示信息‘0’,‘01’表示信息‘1’;当b1为1时表示b0为添加信息DTX比特,即‘11’或‘10’表示DTX比特。
在上述的处理DTX比特的方法步骤2中,依次完成编码循环冗余检验法CRC(Cyclic Redundancy Check)编码、信道编码、速率匹配,在速率匹配后进行DTX比特指示位的第一次插入;完成此次插入后,进行第一次交织,无线帧分段,传输信道复用后,接下来进行第二次DTX比特指示位插入;在完成以上两次插入后,最后进一步完成物理信道分段,第二次交织和物理信道映射等过程;在第一次DTX比特插入单元以后原有的每个信息都用两个比特来表示。
在上述的处理DTX比特的方法完成步骤4中的基带物理信道的扩频和加扰过程中:依次完成以下各阶段:
首先将二进制比特对应为实数符号,经过信道编码模块将符号进行串并转换;
接着转换结果乘以实数扩频码Cch进行扩频;
最后扩频结果乘以复数扰码Sdl完成加扰过程。
所述二进制比特对应为实数符号是将信息比特‘0’对应实数符号+1,信息比特‘1’对应实数符号-1,而DTX比特对应实数符号0。
所述信道编码模块后的符号进行串并转换是将符号分为I,Q两路,偶数编号的符号映射到I路,奇数编号的符号映射到Q路。
所述转换结果乘以实数扩频码Cch进行扩频是I,Q两路符号分别乘以实数扩频码Cch进行扩频。
在上述的处理DTX比特的方法步骤4中的DTX比特的提取和二进制原码输出过程中,进一步包括:
首先仅使符号低位参与扩频加扰运算,符号高位保持不变,将扩频加扰结果中每一项的实数乘、加运算在电路实现时转化为单纯的二进制运算;
其次经过简单的计算后得到每一项的二进制结果,再判断I路和Q路输入符号高位信息指示是否为DTX,通过查表方式或逻辑判断就可以直接映射得到I、Q符号经过扩频加扰后的三比特带符号原码数据;
最后输出到功率控制模块。
所述的实数乘、加运算在电路实现时转化为单纯的二进制运算是指将扩频加扰结果中每一项的实数乘、加运算在电路实现时转化为单纯的二进制运算,式中的实数乘法运算转化为二进制异或运算,实数加法运算转化为二进制模二加运算,减法运算转化为先取非再模二加运算。
所述的判断I路和Q路输入符号高位信息指示是否为DTX,通过查表方式或逻辑判断就可以直接映射得到I、Q符号经过扩频加扰后的三比特带符号原码数据的过程,是指将DTX比特提取出来,即若是I、Q两路的高位指示该信息比特是DTX比特,则三比特带符号原码数据结果为0;若是I、Q两路中只有一路的高位指示该信息比特是DTX比特,则三比特带符号原码数据结果为另外一路的值;若是I、Q两路中两路的高位指示该信息比特都是有效信息比特,则三比特带符号原码数据结果为正常累加结果。
在上述的处理DTX比特的方法步骤5功率控制过程中包括:对扩频加扰后的三比特带符号原码数据结果乘以相应的功率因子发射,控制其输出幅度的大小;对DTX比特以零功率发射,实现在WCDMA系统中的不连续发射。
本发明所述装置是通过以下技术方案实现的:
所述的下行基带信号处理装置包括:信道编码复用模块,接口模块,扩频和加扰模块以及功率控制模块。
所述信道编码模块完成CRC校验、信道编码、速率匹配、DTX比特插入、第一次交织、传输信道复用、第二次交织和物理信道映射,并将映射结果送入接口模块供扩频加扰模块提取。
所述接口模块是信道编码复用模块与扩频加扰模块之间的缓冲接口,完成这两个模块之间数据的异步通信和数据的缓存。
所述扩频加扰模块完成基带物理信道的扩频和加扰,以及DTX比特的提取和二进制原码输出。
所述功率控制模块完成发射功率的控制。下面根据具体实施例结合附图对本发明做进一步的详细说明。
图1所示为下行基带信道处理装置示意图。要完成基带信道的处理必须经过信道编码和复用、扩频、加扰和功率控制单元,相应的,本发明所述信道处理模块分为信道编码和复用模块100,接口模块200,扩频和加扰模块300以及功率控制模块400。下面结合图2对编码和复用过程详细说明,结合图3对DTX比特的插入详细说明,结合图4对扩频加扰和功率控制模块进行详细说明。图2所示为基带下行传输信道编码和复用过程示意图。为了进一步说明DTX比特指示位的插入在基带下行传输信道编码和复用过程中所处的位置,下面我们按阶段描述整个传输信道编码和复用过程。首先,需要传输的信息比特经过编码循环冗余检验法CRC(Cyclic RedundancyCheck)编码,信道编码,速率匹配后,这时就要按照传输速率的要求进行第一次DTX比特指示位的插入,为实现DTX比特指示位的插入,原有的每个信息都用两个比特来表示,那么在之后的各种处理过程中也都要以两位比特为单位。将两个比特中的高位比特作为信息指示位来指示低位比特是否为有效信息;而低位比特则用来表示信息状态。例如当高位比特为0时,表示其后的低位比特为信息比特;高位比特为1表示其后的低位比特为添加信息DTX。即‘00’表示信息‘0’,‘01’表示信息‘1’,‘11’或‘10’表示DTX。接下来进行第一次交织,无线帧分段,传输信道复用,第二次DTX比特指示位插入,物理信道分段,这时根据传输速率的要求进行的第二次DTX比特的插入的方法与第一次的DTX比特的插入方法相同。最后再进行第二次交织和物理信道映射。从而完成整个基带下行传输信道编码和复用过程。图3举例说明DTX插入在系统编码复用过程中的地位和作用。以话音业务为例,每个发送时间间隔输入比特数为80,经过16位CRC编码后比特数为96,为进行信道编码,在CRC输出比特后添加8比特的尾码得到104个比特。信道编码如果采用1/3卷积编码方案,则信道编码结果为104×3=312比特。接下来速率匹配单元输出325比特。对于话音业务的编码复用方案,以后各单元均不改变比特数。对于最后物理信道映射单元,WCDMA标准化组织3GPP规定的输入比特表中没有325比特这种情况,而与325最接近的是420比特。因此可以采用插入95个DTX比特的方法使物理信道映射单元输入由325比特提升到420比特,达到规定的比特速率。图4所示为基带物理信道扩频、加扰和功率控制过程。该过程分四个阶段:首先将需要传输的数据经过串并转换分到I、Q两路;其次I、Q两路数据同时由扩频码进行扩频;接着扩频后的I、Q两路数据由扰码进行加扰;最后乘以功率因子进行功率控制。根据3GPP标准规定,这阶段处理将二进制比特对应为实数符号来处理,也就是说信息比特‘0’对应实数符号+1,信息比特‘1’对应实数符号-1,而DTX比特对应实数符号0。见下表:
所述串并转换部分是将经过信道编码模块后的符号首先经过串并转换,分为I,Q两路,偶数编号的符号映射到I路,奇数编号的符号映射到Q路。如果用{s0,s1,s2,s3,s4,s5,...}表示输入符号序列,则{s0,s2,s4,...}映射到I路,{s1,,s3,s5,...}映射到Q路。所述扩频过程是将I,Q两路分别乘以实数扩频码C
ch进行扩频处理。所述加扰过程是将扩频后的数据以I路作为实部,Q路作为虚部得到复数序列I+jQ。复数序列I+jQ乘以复数扰码S
dl完成加扰过程。扩频加扰的过程可由公式表示:S=(I×C
ch+jQ×C
ch)×S
dl=C
ch×(I+jQ)×S
dl 式(1)其中I,Q分别表示I路和Q路符号。扰码是复数扰码可表示为S
dl=S
dl,I+j S
dl,Q 式(2)将扰码表达式(2)代入式(1),则S=C
ch×(I+jQ)×(S
dl,I+j S
dl,Q)=C
ch×{(I×S
dl,I-Q×S
dl,Q)+j(I×S
dl,Q+Q×S
dl,I)} 式(3)这样实部为S
I=C
ch×(I×S
dl,i-Q×S
dl,Q) 式(4)
虚部为SQ=Cch×(I×Sdl,Q+Q×Sdl,I) 式(5)上述乘以功率因子进行功率控制过程是将经过扩频加扰后的数据乘以功率因子,完成功率控制。那么按照上述要求如何在电路中实现对信息码流进行处理,如何提取出DTX比特进行发射功率控制就是本发明的重点。具体实现将在下面做详细描述。图5所示基带信道处理模块的结构示意图。在该模块中依次完成一下各阶段:首先对接口200模块提供的数据进行串并转换分成I、Q两路分路,同时实时生成扩频码和扰码;其次对I、Q两路数据用扩频码和扰码进行扩频和加扰,在扩频加扰计算的同时完成DTX比特的提取和二进制原码输出。扩频码生成模块301用于实时地生成扩频码Cch。扰码生成模块302用于实时地生成扰码序列Sdl,I和Sdl,Q。串并转换模块303用于将传输的数据进行I、Q两路分路。扩频加扰以及二进制到实数的转换模块304用于完成对传输的数据进行扩频和加扰,并完成DTX比特的提取和二进制原码输出。所述的串并转换模块303从接口模块200中取得编码复用后的比特,由于添加了DTX,实际上是用2个比特分别来表示信息‘0’,‘1’和DTX,所以在进行串并转化时应该以2个比特作为一个处理单位。如果用{b00,b01,b10,b11,b20,b21,...}表示由接口模块200读取的比特序列,则{b00,b01}表示符号s0,{b10,b11}表示符号s1,以次类推。这样经过串并转换后,I路序列为{b00,b01,b20,b21,b40,b41,...},Q路序列为{b10,b11,b30,b31,b50,b51,...}。每个符号由2个比特组成,两个比特中的高位比特为信息指示位,表明低位比特是否为有效信息;低位比特表示信息状态。高位比特为0表示低位比特为信息比特;高位比特为1表示低位比特为添加信息DTX比特。即‘00’表示信息‘0’,‘01’表示信息‘1’,‘11’或‘10’表示DTX。串并转化完成后,将两路符号送入扩频加扰模块304。
所述的304模块接收串并转换模块303提供的两路符号,由扩频码生成模块301提供的二进制扩频码序列和扰码生成模块302提供的二进制扰码序列分别进行扩频和加扰。为了在扩频加扰之后仍然可以辨识出DTX和信息位,并简化扩频加扰过程,在扩频加扰模块304中,仅使符号低位参与扩频加扰运算(如b
00,b
10,b
20,b
30,b
40,b
50,...),符号高位不参与运算(如b
01,b
11,b
21,b
31,b
41,b
51,...),保持不变,而是留作后面控制处理时考虑。由于在数字电路中所有运算均是二进制运算,这样式(3)中每一项的实数乘、加运算在电路实现时都按照下表的对应关系转化为单纯的二进制运算,式中的实数乘法运算转化为二进制异或运算,实数加法运算转化为二进制模二加运算,减法运算转化为先取非再模二加运算。
实数 |
+1 |
-1 |
0 |
二进制 |
0 |
1 |
DTX |
插入DTX后 |
00 |
01 |
11/10 |
这样式(4)提供给I路就转化为:
式(6)其中S1=CchISdl,I 式(7)
式(8)式(5)提供给Q路就转化为:SQ=CchISdl,Q+CchQSdl,I=S3+S4 式(9)其中S3=CchISdl,Q 式(10)
S4=C
chQS
dl,I 式(11)按照式(7)、式(8)和式(10)、式(11)经过简单的计算就可以得到符号扩频加扰后合并前的结果,本发明所述以两个比特表示一个符号的表示方法,因为只有一位比特参加运算,所以并没有增加扩频加扰过程的复杂度。因为功率控制模块400中的功率计算是乘法计算,因此就要求扩频加扰模块300输出二进制原码,也就是在扩频加扰后合并的结果必须是二进制原码。在合并过程中采用映射的方式,同时考虑高位信息指示位,将合并运算与DTX比特的处理一起进行。前面已经阐明,扩频加扰模块的输入符号取值为+1,-1和0。扩频码和扰码序列的取值为+1或-1,这样经过式(4)和式(5)的乘、加、减运算后,结果取值范围为+2,+1,0,-1,-2。这五种取值在数字系统中用三个比特原码来表示,即
实数 |
-2 |
-1 |
0 |
+1 |
+2 |
二进制 |
110 |
101 |
000 |
001 |
010 |
相应地,在数字电路运算时,根据式(6),式(9)也能得到与式(4)和式(5)相同的计算结果。这时就要在计算时将高位信息指示位考虑进去。
表中括号里为二进制数对应的实数。X表示为0、1中任意值。根据上表,只需要经过简单的二进制计算得到S1,S2,S3,S4,再判断I路和Q路输入符号高位信息指示是否为DTX,通过查表方式或逻辑判断就可以直接映射得到I、Q符号经过扩频加扰后的三比特带符号原码数据,最后输出到功率控制模块400。这是本发明的又一特点,将复杂的加法运算以及二进制与实数的复杂转换关系,通过查表方式或逻辑判断正确实现。下面举例详细说明。假设I路输入符号为信息0(00),Q路输入符号为信息1(01),高位(0)保持不变,低位(0和1)参加运算,根据式(7)和式(8)计算,假设得到S1=1,S2=1。根据式(7)和式(8)可知道S1和S2分别是I路和Q路输入的计算结果,这时判断I路符号高位为0,Q路符号高位也为0,查表得到(S1+S2)
2=110,实数值为-2。表示出信息累加的结果。假设I路输入符号为信息0(00),Q路输入符号为DTX(11),高位(0和1)保持不变,低位(0和1)参加运算,根据式(7)和式(8)计算,假设计算得到S1=0,S2=0。根据式(7)和式(8)可知道S1和S2分别是I路和Q路输入的计算结果,这时判断I路符号高位为0,Q路符号为高位为1,查表得到(S1+S2)
2=001,实数值为1,为信息0对应的值,即DTX的插入不会改变正常的信息数据处理。假设I路输入符号为DTX(11),Q路输入符号为DTX(11),高位(1)保持不变,低位(1)参加运算,根据式(7)和式(8)计算,假设计算得到S1=0,S2=1,根据式(7)和式(8)可知道S1和S2分别是I路和Q路输入的计算结果,这时判断I路符号高位为1,Q路符号为高位为1,查表得到(S1+S2)
2=000,实数值为0,为DTX对应的值。对Q路来说与I路处理相同。
所述功率控制模块400完成信道的功率控制功能,即对三比特带符号原码数据乘以相应的功率因子,按照一定的发射幅度发射出去。对于DTX比特,其发射功率应该设为0,即不发射,这样才不会对其他信道造成干扰。在上面的说明中,我们看到,在扩频加扰合并之后,输出的数据完全是有效信息的处理结果,DTX比特的输入在最后输出时全部置为了0,不会累加到有效信息中。这样,在乘以功率因子时,有效信息输出数据,正常发射出去;而0乘以任意值的功率因子,运算时结果始终都为0,因而发射功率为0,到达了关闭发射的目的。
本发明提供了扩频加扰以及功率控制等处理的简单实现方法以及实现本发明方法的WCDMA系统中下行基带信号处理装置。所述方法在宽带码分多址系统采用了加DTX比特指示位以区分信息位和DTX比特,有效地实现了宽带码分多址系统中的DTX比特的表示。同时,将此指示位作为控制位,从而控制DTX比特的关闭发射,减少对其它用户的干扰。WCDMA系统中的DTX位涉及模块多,本发明所述的方法和装置可以直观的表示DTX比特并将DTX比特和有用信息区别开来,从而十分有效的快速判断出DTX比特的出现,并提前在功率控制之前就将DTX比特提取出来,不会累加到后面的功率控制模块中,从而降低了功率控制模块的复杂度,达到功率控制的目的,简化实现过程,节省系统软硬件。