CN1397121A - 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 $\left[\begin{array}{c}{C}_{\mathrm{2,1}}\\ C_{\mathrm{2,2}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{C}_{1,1}& C_{\mathrm{1,1}}\\ C_{\mathrm{1,1}}& C_{\mathrm{1,1}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}0& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$

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；数据字的数据位进行位对位的交换，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，

为了生成OVSF代码字，逻辑组合数据字逻辑地减少。

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，进行位对位的交换计算索引数据字的数据位，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……A₁ A₀……A_n-1 A_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＝0 XOR1＝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＝0 XOR 0＝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＝0 XOR 1＝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 (17)

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)根据第二级代码树索引数据项(j)计算计算索引；

b)将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)计算索引数据字的有效数据位进行位对位的交换，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，以生成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、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于：

逻辑组合数据字用相邻数据位多级异或逻辑运算的方法进行逻辑减小。

5、根据前述权利要求之一所述的方法，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。

6、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)，用于位对位地交换计算索引数据字的有效数据位，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(23)的逻辑电路，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，以形成OVSF代码字的代码字片位。

7、根据权利要求6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。

8、根据权利要求6或7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。

9、根据前述权利要求之一所述的代码发生器，其特征在于：

计数器(21)是模计数器，其模计算基数可以调整。

10、根据前述权利要求之一所述的代码发生器，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。

11、根据前述权利要求之一所述的代码发生器，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。

12、根据前述权利要求之一所述的代码发生器，其特征在于：

缓存器15存储计算索引数据字的数据字长N。

13、根据前述权利要求之一所述的代码发生器，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。

14、根据权利要求1-13之一所述的代码发生器，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。

15、根据权利要求1-13之一所述的代码发生器，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。

16、根据权利要求14或15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。

17、根据上述权利要求之一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。

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