CN1288863C - 产生正交可变扩展因子的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种OVSF代码的代码字产生器，包括中间存储器(16)，用于输入作为二进制计算索引数字的计算索引；计算装置(17)位对位交换计算索引数据字的有效数据位，以便形成计算基数B，计数器(21)生成计算变量(Z)；还有逻辑电路，包括几个与门，位对位连接计算基数B生成的计数变量(Z)，以便形成连接数据字和几个异或门，用于逻辑减小连接数据字，以形成OVSF代码字的代码字数据位。

Description

产生正交可变扩展因子的方法及装置

技术领域

本发明涉及产生用于码分多址技术(CDMA)的正交可变扩展因子(OVSF)代码字的方法和装置，尤其涉及移动式无线通信技术的领域。

背景技术

CDMA方法(CDMA：码分多址)是一种特别用于移动通信扇区蜂窝系统的信道存取方法。在这种情况下，通过代码使窄带信号形成宽带信号以传输。可以通过数字数据流来实现，它不是直接传输比特值0和1，而是传输代替数字使用数据值0和1的，由n个二进制符号代替数字使用数据值0和1，因此被称为代码片。由于CDMA衰减较小，它比时分多址(TDMA)或频分多址(FDMA)少受干扰。进一步说，CDMA由于省却防护频带和防护时间，具有更佳的可用频谱。CDMA是多个呼叫方在一个地点说话时，其中一对通话人可以用自己语言交流的方法。这可以使用具有可变扩展因子的正交代码，被称为正交可变扩展因子(OVSF)来实现的。OVSF代码保证在物理传输信道中不同传输数据之间的正交。OVSF代码通过具有不同扩展因子的不同代码，使在数据信道上的不同的数据传输速率同时传输数据成为可能。扩展因子是每个数据符号含有代码片的数量。数据率与扩展因子的乘积是常数，并对应系统芯片的速度，如UMTS为3.84MHz。

OVSF代码是周期代码，其周期与符号的周期相同。OVSF代码用下面的递归关系产生。

C_1，1＝0

$\left[\begin{array}{c}{C}_{\mathrm{2,1}}\\ C_{\mathrm{2,2}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{C}_{\mathrm{1,1}}& C_{\mathrm{1,1}}\\ C_{\mathrm{1,1}}& C_{\mathrm{1,1}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{C}_{\mathrm{4,1}}\\ C_{\mathrm{4,2}}\\ C_{\mathrm{4,3}}\\ C_{\mathrm{4,4}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{C}_{\mathrm{2,1}}& C_{\mathrm{2,1}}\\ C_{\mathrm{2,1}}& C_{\mathrm{2,1}}\\ C_{\mathrm{2,2}}& C_{\mathrm{2,2}}\\ C_{\mathrm{2,2}}& C_{\mathrm{2,2}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 1\\ 0& 1& 0& 1\\ 0& 1& 1& 0\end{array}\right]$

$\left[\begin{array}{c}{C}_{2^{n-1},1}\\ C_{2^{n-1},2}\\ C_{2^{n-1},3}\\ C_{2^{n-1},4}\\ .\\ .\\ .\\ C_{2^{n-1},2^{n-1}-1}\\ C_{2^{n-1},2^{n-1}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{C}_{2^n,1}& C_{2^n,1}\\ C_{2^n,1}& C_{2^n,1}\\ C_{2^n,2}& C_{2^n,2}\\ C_{2^n,2}& C_{2^n,2}\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ C_{2^n,2^n}& C_{2^n,2^n}\\ C_{2^n,2^n}& C_{2^n,2^n}\end{array}\right]$

OVSF代码在代码树结构中展现的最清楚。

图1显示OVSF代码树的实例，其扩展因子的范围从1到8，为保证在物理的传输数据信道之间的正交性，OVSF代码的代码分配规则是，如果代码树的某一分枝已用来编码，则不允许用该树结构中的前级和后级分枝编码。如图1中显示的OVSF代码树中，代码C_4，1被分配用于信道编码，那么在分配的代码C_4，1再一次被释放前，代码C_2，1、C_1，1、C_8，1、C_8，2应被封锁。

以前所知的生成OVSF代码的方法是使用上述递归方法产生OVSF代码。然而这种递归的计算需要高水平的复杂运算和大量的运算工作。根据现有技术的这种OVSF代码字产生器的电路非常复杂，并需要大量的存储空间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用不复杂的电路生成OVSF代码字的装置和方法。

本发明提供一种从代码树索引数据中生成OVSF代码的方法，该索引数据在指定的OVSF树中与特定的OVSF代码相关联，第一级代码树索引数据项(i)指明OVSF代码的扩展因子，第二级代码树索引数据项(j)指明OVSF代码树中具有相同扩展因子的OVSF代码的位置。这种方法包括如下步骤：

计算索引基于第二级代码树索引项(j)计算；

计算过的计算索引以具有多个数据位的二进制数据字形式缓存；

计算二进制数据字的字长；

颠倒计算索引数据字的有效数据为的次序，以便形成计算基数；

计算基数逻辑地与计数变量组合，以便形成逻辑组合数据字；

逻辑组合数据字逻辑地减少，以便通过相邻数据位多级异或逻辑运算生成OVSF代码字。

计算索引通过从第二级代码树索引数据项(j)减1来计算。

在一个优选实施例中，计算基数是与计数变量进行位对位的“与”逻辑运算。

在一个优选实施例中，逻辑组合数据字是用相邻数据位多级“异或”逻辑运算的方法进行逻辑地减少。

在本发明方法的优选实施例中，计数变量是模计数器生成的，其模基数对应于将生成的OVSF代码字的扩展因子。

本发明还提供了OVSF代码的代码字发生器，包括：

缓存器装置，用于写入计算索引作为二进制计算索引数据字；

计算装置，颠倒位对位的计算索引数据字的有效数据位的次序，以生成计算基数，

计数器，生成计数变量，它包括：

逻辑电路，有多个与门，用产生的计算变量和计算基数进行位对位的逻辑与运算，以生成逻辑组合数据字，还有多个异或门，进行逻辑减少已生成的逻辑组合数据字，以产生OVSF代码字的代码字片。

代码字发生器有输入缓存器，用来读取第一级代码树索引数据项(i)和第二级代码树索引数据项(j)，第一级代码树索引数据项(i)指明OVSF代码的扩展因子，第二级代码树索引数据项(j)指明OVSF代码树中有相同扩展因子的OVSF代码中的OVSF代码的位置。

减法装置从第二级代码树索引数据项(j)减1，以计算计算索引。

在一个优选实施例中，计数器是模计数器，其模计数基数是可变的。

在一个优选实施例中，模计数基数对应于生成的OVSF代码字的扩展因子。

在另一个优选实施例中，计算单位用以计算计算索引数据字的数据字长。

在另一个优选实施例中，已计算过的计算索引数据字的数据字长存储在缓存器中。

在本发明的代码字发生器的另一个优选实施例中，有输出缓存器，它缓存逻辑电路产生的代码字数据位，以形成OVSF代码字。

计数器以代码片的频率记时。

附图说明

根据说明本发明的相关附图，下面描述OVSF的生成方法和代码字发生器的有关实施实例。其中，

图1显示OVSF代码树的结构；

图2显示CDMA传输装置方框图，本发明的代码字发生器用于OVSF代码；

图3显示用于产生OVSF代码的本发明代码字产生器的优选实施例。

图4显示逻辑减法电路，是产生OVSF代码的OVSF代码产生器的部件。

图5显示流程图，用以解释本发明生成OVSF代码字的方法。

具体实施方式

从图2中可以看到，本发明的代码字产生器1用于CDMA传输设备的OVSF代码形成部分。CDMA传输设备中的数据源2生成数据符号，数据符号通过线3供到扩展电路4。在这种情况下，扩展电路4以过采样率过采样每个数据位，每个数据位对应扩展因子。图2展示的实例中，扩展数据经线5供到乘法器6，其中，扩展数据乘以在线7已生成的OVSF代码字。在(0，1)范围值内的过采样数据位和已生成的OVSF代码字位在进行乘法之前被转换或映射到相反的正负值(-1，+1)范围。

在另一个实例中，过采样数据位和生成的OVSF代码字位首先通过逻辑电路相互之间进行逻辑的组合，然后映射或转换到相反的正负值范围(-1，+1)。逻辑电路最好是EXOR逻辑电路或等效逻辑电路。

以这种方式生成的代码传输信号由乘法器6通过线8输出到信号调节电路9。信号调节电路9为在传输信道传输而调节代码传输信号。调节的传输信号由信号调节电路9经过线10为进一步传输而输出。

时钟发生器11经线12、13向扩展电路4和代码字发生器1供应码片时钟信号。代码字发生器1连接到信号总线14，用于与数字信号处理器(DSP)或微控制器交换数据。

图3显示本发明代码字发生器1的应用实例。代码字发生器1有两个输入寄存器15、16，通过它们从总线14读取数据。使用输入寄存器16缓存计算索引作为二进制计算索引数据字。输入寄存器15用于储存缓存寄存器16内的计算索引数据字的数据字长N。代码字发生器1还包括计算装置17，用于位对位地交换缓存在寄存器16的计算索引数据字的数据位，以此生成计算基数。结果，计算装置17经由数据线18读入储存在寄存器16的计算数据字，计算装置17经线19接收控制信号，该控制信号指示计算索引数据字的数据字长。根据二进制计算索引数据字的数据字长，控制线20用于设置模计数器21的模计数基数N。由时钟线13向模计数器21供给时钟信号。模计数器21的输出通过数据线22连接到逻辑电路，该逻辑电路包括多个与门23和由线24下连的异或门25。与门23位对位逻辑地组合模计数器21通过线22的输出数据位和通过线26的计算装置17的数据输出。输出数据位线26传送计算装置17生成的计算基数。与门23有位对位逻辑组合输出线23上的计数变量和和线26上的计算基数，形成逻辑组合数据字，异或门25有逻辑地缩减逻辑组合数据字，由此形成OVSF代码字的代码字数据位。位对位生成的代码字数据位经线26存储在输出缓存器27，缓存器27经线7输出生成的OVSF代码字到乘法器6。

下面用图1显示的相关的代码树解释图3显示的OVSF代码的代码字发生器的运行方法。

代码分配算法首先确定在代码树结构内形成OVSF代码。举例说明，OVSF代码C_4，3需要由代码发生器1生成。选定的OVSF代码由其二个代码树索引数据项i，j约定。在这种情况下，第一级代码树索引数据项i对应OVSF代码的扩展因子，例如4，第二级代码树索引项j指示在OVSF代码树内有相同扩展因子的这些OVSF代码，举例说明，对于扩展因子4，有4个不同的OVSF代码，具有扩展因子4的第三个OVSF代码是C_4，3＝0101。第二代码树索引数据项j中，计算索引确定进一步计算。图1中选择的索引情况下，最好从第二级代码树索引数据j减1来实现。以这种方式计算的计算索引经由总线14写入代码字发生器的输入寄存器16。计算索引N的代码字长用形成第一级代码树索引数据项i的两个基本对数计算。如果形成的OVSF代码是C_4，3，如果第一级代码树索引数据项i是4，符合扩展因子，如果第二级代码树索引数据j等于3，符合OVSF代码位置，那么计算过的计算索引是2，计算过的计算索引的二进制数据长N相当于2，并作为计算索引数据长N写入寄存器15。用于生成计算相位的计算装置17需要存储在寄存器16中的二进制计算索引的数据字长，以便一步一步地交换计算索引的数据位。

计算索引        0000000    10

计算基数        0000000    01

计算索引        00000……A_n-1A_n-2……A₁A₀

计算基数        00000……A₁A₀……A_n-1A_n-2

计算索引数据字的数据位。图例表明字长N是2，以十进制位对位地分配如下：

$\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{Z}^i\→\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{Z}^{N-1-i}$

通过多个与门由计算装置17生成的计算基数和模计数器21形成的计数变量进行逻辑位对位的逻辑与运算。模计数器的基数可调整，并对应于扩展因子。

与门23形成二进制逻辑组合数据字，经过信号线24供到逻辑减法电路25。

图4显示本发明代码字产生器1的逻辑减法电路25的实例，数据字长N＝5。例如，缓存在寄存器28中的逻辑组合数据字的数据位，得用异或门29、30、31、32，从最低有效位LSB开始成对地进行有逻辑地异或运算以形成OVSF代码字数据位。通过逻辑减法形成的代码字数据位经线26传到输出存储器，在其中形成的代码字数据位经编译形成OVSF代码字。通过逻辑与运算电路形成的逻辑组合数据字，其相邻的成对的逻辑组合也能从最高有效位MSB开始。

进一步用实例说明用本发明代码字发生器生成OVSF。如果用第一级代码字索引数据项4和第二级代码字索引数据，经分配算法指明形成OVSF代码C_4，3，首先算出计算索引和计算索引的字长N。

C_4，3＝0101

i＝4

j＝3

计算索引＝j-1＝2

字长N＝ldi＝ld4＝2

计算装置17使用计算索引数据字的数据位进行位对位的交换，计算出计算基数是1，模计数器21的模计数基数设置到字长N，计数器初始化到初始值00，

计算基数＝01

计数器：＝00

计数器值和计算基数的逻辑与运算得出逻辑组合数据字TMP＝00。用异或门的逻辑减法从这个逻辑组合数据字中计算出OVSF代码字的第一个代码字片位Code₁。

TMP＝00&01＝＝00

Code₁＝0 XOR 0＝0

下一步，计数器加1，新的逻辑组合数据字TMP由具有计算基数的计数器逻辑与计算出来。逻辑组合数据字的逻辑减法计算出下一个OVSF代码字的代码字片位Code₁并写入输出寄存器27。

计数器：＝01

TMP＝01&01＝＝01

Code₂＝0XOR1＝1

计数器再次加1，逻辑组合数据字TMP已形成，OVSF代码字的第三个代码字数据位由逻辑异或运算生成。

计数器：＝10

TMP＝10&01＝＝00

Code₃＝0XOR0＝0

最后，计数器再一次加1，逻辑组合数据字TMP生成，最后的OVSF代码字的代码字片位Code₄生成。

计数器：＝11

TMP＝11&01＝＝01

Code₄＝0XOR1＝1

由本发明代码字发生器1生成的和从4个生成的代码字片位(Code₁-Code₄)形成的OVSF代码字对应于图1显示的代码树描述的代码字。

代码字C_4，3＝0101

在图3中显示的本发明代码字发生器电路方面非常简单，易于完成，因为它仅包括寄存器15、16，模计数器21，多个与门，多个异或门，计算装置17。计算装置17用移位寄存器和简单的控制逻辑就能容易地完成。

图5显示本发明生成OVSF代码字方法的流程图。在步骤S1，要求的OVSF代码的代码树索引数据项i，j被读入，在此情况下，第一级代码树索引数据项i对应于OVSF代码的扩展因子，第二级代码树索引数据项j对应于OVSF代码的位置。

读入之后，在步骤S2中进行多次的计算。OVSF代码的第二级代码树索引数据项j通过减法计算出计算索引。

计算索引＝j-1

计算索引的数据字长N同样在步骤S2中计算。

N＝ld(i)

这里i＝1，2，4，8，…SFmax

通过计算索引数据字的数据位互相位对位的交换，计算基数B也在步骤中确定。

B＝位的转换(计算索引，N)

在此情况下，交换或计算索引的N有效位。

一旦步骤S2确定计算基数，模计数器21的模基数在步骤S3中设置，该模基数与已生成的OVSF数据字的扩展因子SF相符合，模计数器被初始化到初始计数值0。

在步骤S4，计算装置17形成的计算基数B与模计数器21的计数值进行逻辑组合。在这种情况下，逻辑组合由多个逻辑与门位对位地进行。逻辑与运算形成逻辑组合数据字，在步骤S5中，通过多个异或门25，逻辑组合数据字有逻辑地减少，以形成OVSF代码字的代码字数据位。

在步骤S6中，已形成的代码字数据位写入输入存储器27，模计数器21加1。

在步骤S8，检查模计数器是否再次达到最初的初始值0，因此经常执行循环以确定与OVSF代码字扩展因子SF相符合。

在步骤S9，在输出存储器27内从形成的代码字数据位中编译出的OVSF代码字经由线7读出，并输出到乘法器6，如图2所示。

在一个实例中，本发明的OVSF代码的代码字发生器在电路方面可以进一步简化，其优点是由计算装置17执行的计算操作由接总线14的数字信号处理器执行。

生成OVSF代码字的方法和发生器，不用复杂的电路，能从代码树索引数据项i，j中快速可靠地生成OVSF代码字。

电路方面如此简单的实现对于高阶扩展因子是一个优点。例如SF＝512。

这对使用CDMA方法缩小移动通信终端是有意义的贡献。

Claims (16)

1、一种结合OVSF代码树内的特殊OVSF代码，从代码树索引数据(i，j)生成OVSF代码字的方法，其中，

第一级代码树索引数据项(i)指明OVSF代码的扩展因子SF，第二级代码树索引数据项(j)指明OVSF代码树内有相同扩展因子SF的OVSF代码中的OVSF代码位置，

方法包括以下步骤：

a)据第二级代码树索引数据项(j)计算计算索引；

b)计算过的计算索引缓存为具有多个数据位的二进制数据字；

c)计算计算索引数据字的数据字长N；

d)颠倒计算索引数据字的有效数据位的次序，以形成计算基数B；

e)计算基数B与计数变量Z进行逻辑组合，形成逻辑组合数据字；

f)逻辑组合数据字进行逻辑减小，通过相邻数据位多级异或逻辑运算生成OVSF代码字。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

计算索引通过从第二级代码字索引数据项(j)减1的方法计算。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

计算基数B与计数变量Z进行位对位的逻辑与运算。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

计数变量Z由模计数器(21)产生，其模基数对应于生成的OVSF代码字的扩展因子SF。

5、一种OVSF的代码的代码字产生器，包括：

缓存器(16)，用于写入作为二进制索引数据字的计算索引；

计算装置(17)，颠倒位对位的计算索引数据字的有效数据位的次序，以生成计算基数B；

计数器(21)，用于生成计数变量Z；

具有多个与门的逻辑电路(23)，用计算基数B和计算变量Z_位对位地进行逻辑与运算，以形成逻辑组合数据字；

多个异或门(25)，用来减小逻辑组合数据字，以通过相邻数据位多级异或逻辑运算形成OVSF代码字的代码字片位。

6、根据权利要求5所述的代码发生器，其特征在于：

输入缓存器，用于读入第一级代码树索引数据项(i)和第二级代码树索引数据项(j)，

第一级代码树索引数据项(i)指明OVSF代码的扩展因子SF，第二级代码树索引数据项(j)指明在OVSF代码树内有相同扩展因子SF的OVSF代码中的OVSF代码的位置。

7、根据权利要求5所述的代码发生器，其特征在于：

第二级代码树索引数据项(j)利用减法器减1，以计算出计算索引。

8、根据权利要求6所述的代码发生器，其特征在于：

计数器(21)是模计数器，其模计算基数可以调整。

9、根据权利要求6所述的代码发生器，其特征在于：

模计算基数对应于生成的OVSF代码字的扩展因子SF。

10、根据权利要求6所述的代码发生器,其特征在于：

计算单元，用于计算计算索引数据字的数据字长N。

11、根据权利要求6所述的代码发生器，其特征在于：

缓存器15存储计算索引数据字的数据字长N。

12、根据权利要求6所述的代码发生器，其特征在于：

输出存储器(27)存储由逻辑电路(23，25)生成的代码字片，以形成OVSF代码字。

13、根据权利要求6所述的代码发生器，其特征在于：

生成的代码字片在乘法器6中乘以由扩展电路(4)输出的过采样数据位。

14、根据权利要求6所述的代码发生器，其特征在于：

生成的代码字片在逻辑电路中与扩展电路(4)输出的过采样数据位逻辑地组合。

15、根据权利要求13所述的代码发生器，其特征在于：

扩展电路(4)中的过采样数据位和生成的代码字片与时钟发生器(11)产生的芯片时钟频率同时发生。

16、根据权利要求6所述的代码字发生器，其特征在于：

模计数器(21)以代码片频率计时。

Images