專利名稱：在移動通信系統(tǒng)中產(chǎn)生正交碼的設(shè)備和方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及在移動通信系統(tǒng)中的用于產(chǎn)生正交碼的設(shè)備和方法，并且特別涉及一種根據(jù)不同的符號率產(chǎn)生長度不同正交碼的設(shè)備和方法。
2.相關(guān)技術(shù)說明通常，正交碼用于擴展信道并作為標(biāo)識符區(qū)別多個信道。在采用IS-95CDMA系統(tǒng)的一般發(fā)射機中，具有64碼片長度的Walsh(沃爾什)碼(一種形式的正交碼)被用于維護信道間的正交和擴展頻帶。通過使用64碼片Walsh碼，可獲得1.2288 Mcps的頻道擴展率，因為由從發(fā)射機的調(diào)制器到擴展器提供的不同信道編碼數(shù)據(jù)的符號率均勻地保持在19.2Kbps。因此，使用一個64×64的Walsh碼表。
然而，例如在應(yīng)用于一個IMT-2000系統(tǒng)的CDMA-2000(碼分多址-2000)移動通信系統(tǒng)中，在調(diào)制正向信道的過程中提供給擴展器的數(shù)據(jù)的符號率按信道類型而各不相同，因此就需要長度隨信道變化的Walsh碼。
為了用常規(guī)方法產(chǎn)生具有不同長度的Walsh碼，提供對應(yīng)于不同長度的Walsh碼表。這要求有多樣的不同存儲器，按照各種符號率靈活使用不同長度的Walsh碼仍然是困難的。
所以，本發(fā)明的一個目的是提供一種設(shè)備和方法，用于在移動通信系統(tǒng)中根據(jù)不同符號率產(chǎn)生長度不同的正交碼。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種設(shè)備和方法，用于在移動通信系統(tǒng)中由一個正交碼索引和碼片計數(shù)產(chǎn)生正交碼。
按照本發(fā)明的一個方面，在移動通信系統(tǒng)中用于產(chǎn)生正交碼的設(shè)備包括存儲器，具有分別存儲有效比特數(shù)的幾個寄存器；正交碼索引和碼片計數(shù)值；正交碼產(chǎn)生電路，用于順序產(chǎn)生碼片計數(shù)值直到可由有效比特數(shù)計數(shù)的最大值，并通過正交碼索引和順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值的邏輯運算產(chǎn)生正交碼。
按照本發(fā)明的另一個方面，在移動通信系統(tǒng)中用于產(chǎn)生正交碼的方法包括以下步驟計算對應(yīng)于不同符號率的正交碼的長度；由計算出的正交碼的長度確定有效比特數(shù)；順序產(chǎn)生碼片計數(shù)值直到可由有效比特數(shù)計數(shù)的最大值；將正交碼索引轉(zhuǎn)換成有效比特數(shù)的二進制數(shù)；對轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的正交碼索引和順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值執(zhí)行邏輯運算以產(chǎn)生一個正交碼。
附圖簡述通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特性、優(yōu)點將會變得更加清楚，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例說明移動通信系統(tǒng)的調(diào)制器的方塊圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例說明由一個等式表示的正交碼產(chǎn)生過程的示意圖；圖3是說明圖1中表示的正交碼產(chǎn)生器的流程圖。
優(yōu)選實施例詳細說明在此以下將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述。在下列描述中，由于眾所周知的功能和結(jié)構(gòu)會在不必要的細節(jié)上使本發(fā)明不清晰，所以就不進行詳細說明。
圖1根據(jù)本發(fā)明的一個實施例說明移動通信系統(tǒng)的調(diào)制器。調(diào)制器的描述重點在有關(guān)正交擴展的部分。
參考圖1，多路分解器(DEMUX)和信號映象電路111將輸入的符號數(shù)據(jù)(或編碼數(shù)據(jù))多路分解以分別輸出一個I-信道(或第一信道)信號和一個Q-信道(或第二信道)信號。該DEMUX和信號映象電路111還轉(zhuǎn)換一個符號數(shù)據(jù)的電平，例如，將“0”轉(zhuǎn)換為“+1”，將“1”轉(zhuǎn)換為“-1”。第一和第二信道增益控制器115和116依據(jù)控制器113提供的一個增益控制信號分別控制從DEMUX和信號映象電路111輸出的第一和第二信道信號的增益。存儲器112存儲不同程序的數(shù)據(jù)和執(zhí)行程序過程中的臨時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。該存儲器112包括一個存有隨信道符號率變化的正交碼長度信息的寄存器；一個存有分配給信道的正交碼索引的寄存器；一個存有碼片計數(shù)的寄存器，該計數(shù)可通過依據(jù)相應(yīng)的碼片時鐘計數(shù)一個需正交擴展的符號而得到。下面將描述的有關(guān)正交碼長度的信息可以定義為是限制正交碼索引和碼片計數(shù)的實際有效比特數(shù)的意思?？刂破?13控制調(diào)制器的全部操作。具體地說，控制器113從存儲器112讀取與產(chǎn)生正交碼相關(guān)的參數(shù)并將該參數(shù)提供給每一信道產(chǎn)生器的正交碼產(chǎn)生器114。該正交碼產(chǎn)生器114根據(jù)從控制器113提供的正交碼長度信息(即有效比特數(shù))、正交碼索引和碼片計數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的正交碼。第一和第二乘法器117和118用正交碼分別乘以從第一和第二信道增益控制器115和116輸出的第一和第二信道信號，而產(chǎn)生正交調(diào)制的第一和第二信道信號IW和QW。
在按本發(fā)明實現(xiàn)產(chǎn)生正交碼設(shè)備的過程中，存儲器112、控制器113和正交碼產(chǎn)生器114是必不可少的成分。對于控制器113和正交碼產(chǎn)生器114二者，將使用術(shù)語“正交碼產(chǎn)生電路”。
在上述調(diào)制器的正交擴展操作中，編碼數(shù)據(jù)(或符號數(shù)據(jù))被DEMUX和信號映象電路111分離成第一和第二信道信號。正如控制器113所指示的，分離的信號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號被分別提供給第一和第二乘法器117和118?？刂破?13接收對應(yīng)于編碼數(shù)據(jù)符號率的正交碼長度、碼片計數(shù)和分配給信道的正交碼索引。這些參數(shù)通過訪問包含在存儲器112中的寄存器而獲得，并被提供給相應(yīng)信號產(chǎn)生器的正交碼產(chǎn)生器114。正交碼產(chǎn)生器114然后通過存儲在其內(nèi)部DSP(數(shù)字信號處理器)中的程序或通過一個ASIC(專用集成電路)產(chǎn)生相應(yīng)的正交碼。產(chǎn)生的正交碼被提供給乘法器117和118。乘法器117和118分別用正交碼乘以從第一和第二信道增益控制器115和116輸出的增益受控的第一和第二信道信號，從而分別產(chǎn)生對應(yīng)于I和Q信道的正交調(diào)制的第一和第二信道信號IW和QW。
產(chǎn)生正交碼的過程在此將更詳細地描述。正交碼產(chǎn)生過程由正交碼產(chǎn)生電路執(zhí)行，該電路包括控制器113和正交碼產(chǎn)生器114。應(yīng)注意正交碼長度信息可交替的用作有效比特數(shù)。
正交碼產(chǎn)生過程可大體上分為兩步第一步是產(chǎn)生產(chǎn)生正交碼所需的信息，第二步是基于產(chǎn)生的信息來產(chǎn)生正交碼。所需的信息是分配給每一信道的正交碼索引，通過以碼片時鐘計數(shù)一個符號周期而獲得的碼片計數(shù)，以及正交碼長度。
現(xiàn)在將描述第一步，產(chǎn)生基于正交碼索引、碼片計數(shù)和正交碼長度的信息。
在CDMA-2000系統(tǒng)中，在調(diào)制前向信道的過程中提供給擴展器的數(shù)據(jù)符號率根據(jù)信號類型變化，不象傳統(tǒng)的IS-95 CDMA系統(tǒng)。為了均勻地調(diào)節(jié)頻帶擴展率，正交碼長度根據(jù)不同的符號率而變得各不相同。例如，正交碼長度可以是8，16，32，64，128，256，512和1024碼片。如果頻帶擴展率為3.6864 Mcps，并且提供給擴展器的數(shù)據(jù)的符號率為14.4Kbps，28.8Kbps，57.6Kbps及115.2Kbps，則正交碼長度變成256碼片，128碼片，64碼片和32碼片才能產(chǎn)生3.6864 Mcps的頻帶擴展率，即14.4Kbps×256chips=3.6864Mcps28.8Kbps×128chips=3.6864Mcps57.6Kbps×64chips=3.6864Mcps115.2Kbps×32chips=3.6864Mcps因此，按照提供給擴展器的不同的數(shù)據(jù)符號率產(chǎn)生具有不同長度的正交碼，從而獲得一個均勻頻帶擴展率。為此，控制調(diào)制器的處理器為調(diào)制器提供關(guān)于正交碼長度的信息。作為一個例子，隨符號率的變化的正交碼長度可以表示為2的規(guī)定數(shù)的冪。例如，4=22，8=23，16=24，…，1024=210。
如上所述，對應(yīng)于每一正交碼長度的基數(shù)是2而僅僅是指數(shù)不同。因此，由符號率確定的正交碼長度信息使用該指數(shù)。處理器為調(diào)制器提供該指數(shù)作為正交碼長度信息I。
分配給每一信道的正交碼索引n和通過用碼片時鐘計數(shù)一個符號周期得到的碼片計數(shù)t的范圍，可靈活地擴大或縮小各種正交碼長度4，8，16，64，128…。
具體地說，正交碼索引n和碼片計數(shù)t都在相同范圍0≤n，t≤2I-1內(nèi)確定。正交碼索引指示將上述范圍內(nèi)的一個整數(shù)值表達為I比特的二進制數(shù)。碼片計數(shù)由I比特的二進制數(shù)依次表示上述范圍內(nèi)的一個整數(shù)。假設(shè)正交碼長度信息I是4，則正交碼索引成為表示0到15的一個整數(shù)的4比特的二進制數(shù)。作為碼片計數(shù)，4比特二進制數(shù)的值，即0000到1111順序被提供用于指定范圍從0到15的整數(shù)。盡管上述的例子限制正交碼索引和碼片計數(shù)的比特數(shù)為I比特，但比特數(shù)不需要限制。即，能夠指定正交碼索引和碼片計數(shù)的比特數(shù)達到最大比特數(shù)。然后在指定的比特數(shù)中除了實際有效的比特外所有比特都設(shè)為“0”。根據(jù)在移動通信系統(tǒng)中的最長Walsh碼確定最大比特數(shù)。實際有效的比特表示正交碼索引和碼片計數(shù)的比特數(shù)。例如，如果用于移動通信系統(tǒng)中的最長Walsh碼是128(=27)碼片，則最大比特數(shù)為7比特。
因此，如果指定了符號率，那么正交碼長度就由指定的符號率確定，從而碼片計數(shù)和正交碼索引的范圍由正交碼長度確定。一旦碼片計數(shù)的范圍確定，碼片計數(shù)就在確定的范圍內(nèi)順序增加。正交碼長度、正交碼索引和增加的碼片計數(shù)作為產(chǎn)生正交碼的信息被提供。如果正交碼產(chǎn)生器114具有根據(jù)正交碼索引估計正交碼長度的功能，那么控制器113就不必提供正交碼長度信息。
在第二步中，通過使用正交碼長度信息、對每一信道指定的正交碼索引和從處理器提供的碼片計數(shù)來產(chǎn)生正交碼。簡而言之，除了正交碼索引和碼片計數(shù)之外，正交碼長度信息也提供給一種算法，以便產(chǎn)生不同長度的正交碼。
用于控制調(diào)制器的處理器基于符號率確定正交碼長度信息并將該信息提供給正交碼產(chǎn)生器114，從而按符號率產(chǎn)生具有可變長度的正交碼。通過限制根據(jù)正交碼長度信息表示為二進制數(shù)的正交碼索引n和碼片計數(shù)t的數(shù)字?jǐn)?shù)目來產(chǎn)生需要長度的正交碼。其可表示為等式1[等式1]W(I，n，t)=(nI-1×tI-1)…(n4×t4)_(n3×t3)_(n2×t2)_(n1×t1)_(n0×t0)其中，I是正交碼長度信息(即，2，3，4，…)，n是給每一信道指定的正交碼索引，t是通過用碼片時鐘計數(shù)一個符號周期得到的碼片計數(shù)。
如果正交碼長度信息、正交碼索引和碼片計數(shù)由等式1指定，則產(chǎn)生相應(yīng)的一個碼片的正交碼。正如可從等式1看出的，有效計算范圍由正交碼長度信息I確定。同時，一比特的正交碼通過在有效計算范圍內(nèi)將構(gòu)成碼片計數(shù)的比特和構(gòu)成正交碼索引的比特的邏輯運算得到。也就是說，碼片計數(shù)和正交碼索引以比特為單位進行“與”運算，并將“與”的結(jié)果進行“異或”。
圖2說明了根據(jù)正交碼長度信息I確定的有效計算范圍。如果正交碼長度信息I是3(=011)，碼片計數(shù)t的范圍是從0到7，并且正交碼索引n是3(即，n2，n1，n0=0，1，1)，那么使用對應(yīng)于參考數(shù)字214的范圍產(chǎn)生一個碼片正交碼，如圖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，對于t=0(000)，W(3，3，0)=(0×0)_(1×0)_(1×0)=0；
對于t=1(001)，W(3，3，1)=(0×0)_(1×0)_(1×1)=1；對于t=2(010)，W(3，3，2)=(0×0)_(1×1)_(1×0)=1；對于t=3(011)，W(3，3，3)=(0×0)_(1×1)_(1×1)=0；對于t=4(100)，W(3，3，4)=(0×1)_(1×0)_(1×0)=0；對于t=5(101)，W(3，3，5)=(0×1)_(1×0)_(1×1)=1；對于t=6(110)，W(3，3，6)=(0×1)_(1×1)_(1×0)=1；對于t=7(111)，W(3，3，7)=(0×1)_(1×1)_(1×1)=0。
最后，產(chǎn)生正交碼(01100110)。這個基于等式1的正交碼產(chǎn)生過程可由等式2表示，并用C語言來寫。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是一個臨時計數(shù)參數(shù)；wc是一個存儲最終值的參數(shù)；length是一個含有由符號率決定的正交碼長度信息的參數(shù)；index是分配給信道的正交碼索引；count是通過用碼片時鐘計數(shù)一個符號周期得到的碼片計數(shù)。
碼片計數(shù)的范圍依正交碼長度而不同，如下面表1所示[表1]
正交碼產(chǎn)生過程可由DSP中的一個等式2所示的程序或由ASIC中的如HDL(硬件開發(fā)語言)的算法來實現(xiàn)。
在ASIC中得到正交碼產(chǎn)生器的例子如圖3所示。參考圖3，正交碼產(chǎn)生器包括含有多個“與”門310_0，…，310_M-1的“與”門電路310和一個“異或”門320。構(gòu)成“與”門電路310的“與”門數(shù)量與根據(jù)最長正交碼決定的最大比特數(shù)相同。如果正交碼長度為4，8，16，32，64和128碼片，則“與”門的數(shù)目基于128(=27)碼片來確定。在這種情況下，對應(yīng)于比特數(shù)、正交碼索引和碼片計數(shù)，“與”門數(shù)將是7。當(dāng)產(chǎn)生長度比最長正交碼長度短的正交碼時，除了實際有效比特外所有的比特都設(shè)為“0”。換句話說，除了實際有效比特的所有比特都被掩蔽為“0”。
每個“與”門310_0，…，310_M-1都執(zhí)行正交碼索引的相應(yīng)比特與碼片計數(shù)的相應(yīng)比特之間的“與”運算?！爱惢颉遍T320對“與”門電路310的輸出執(zhí)行“異或”運算以產(chǎn)生構(gòu)成正交碼的一比特。參考符號Walsh Index是一個用于存儲需計算的正交碼索引的寄存器；chip_count是一個用于存儲當(dāng)前碼片計數(shù)的寄存器；Walsh_code是一個當(dāng)前計算的正交碼值；M是將最大正交碼長度表達為2的規(guī)定數(shù)的冪的值(例如，如果最長正交碼長度是128碼片，那么M為7)。
現(xiàn)在用例子說明圖3中正交碼產(chǎn)生器的運算，假設(shè)正交碼長度信息I是3(011)，碼片計數(shù)t是0-7，正交碼索引n是3(n2，n1，n0=0，1，1)。又假設(shè)最長正交碼長度是128碼片，即M是7。所以，正交碼信息I(=3)實際要求的“與”門數(shù)被限制為3。
作為正交碼索引，實際信息011與掩蔽為“0”的4比特一起連續(xù)提供。作為碼片計數(shù)，提供掩蔽為“0”的4比特和從000到111變化的3個最低有效比特。根據(jù)正交碼索引和碼片計數(shù)的“與”門電路310的輸出列在下面表2中。[表2]
“與”門310_0，…，310_M-1的輸出q0到q6被提供給“異或”門320?！爱惢颉遍T320通過對輸出q0到q6的“異或”運算產(chǎn)生正交碼“01100110”。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，控制器113確定用于產(chǎn)生正交碼的包括碼片計數(shù)的信息，并將該信息提供給正交碼產(chǎn)生器114。然而，控制器113可僅提供正交碼長度和正交碼索引，而正交碼產(chǎn)生器114產(chǎn)生碼片計數(shù)。在這種情況下，正交碼產(chǎn)生器應(yīng)該包括一個計數(shù)器以便基于正交碼長度產(chǎn)生碼片計數(shù)。
如上所述，由于可依符號率產(chǎn)生具有不同長度的正交碼，所以本發(fā)明能有效的應(yīng)用于符號率隨信道類型改變的CDMA-2000移動通信系統(tǒng)中。此外，由于不必要對應(yīng)于不同的正交碼長度產(chǎn)生不同類型的正交碼表，所以不要求多重變化的存儲器并且硬件配置可由一個適用于不同符號率的通用結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。
盡管本發(fā)明是參照其特定的優(yōu)選實施例來描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍和情況下，可以對其進行形式和細節(jié)的各種修改。
權(quán)利要求
1．一種在移動通信系統(tǒng)中用于產(chǎn)生正交碼的設(shè)備，包括存儲器，含有用于分別存儲有效比特數(shù)、正交碼索引和碼片計數(shù)值的寄存器；正交碼產(chǎn)生電路，用于順序產(chǎn)生所述碼片計數(shù)值直到達到可由有效比特數(shù)計數(shù)的最大值，還用于通過對所述正交碼索引和所述順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值進行邏輯運算而產(chǎn)生正交碼。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，當(dāng)對應(yīng)于變化的符號率的正交碼長度表示為2的規(guī)定數(shù)的冪時，則所述有效比特數(shù)表示指數(shù)比特數(shù)。
3．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述正交碼產(chǎn)生電路接收到所述有效比特數(shù)、正交碼索引和碼片計數(shù)值，并根據(jù)下面的等式產(chǎn)生一正交碼W(I，n，t)=(nI-1×tI-1)…(n4×t4)_(n3×t3)_(n2×t2)_(n1×t1)_(n0×t0)其中，I是有效比特數(shù)，n(=nI-1，…，n4，n3，n2，n1，n0)是正交碼索引，t(=tI-1，…，t4，t3，t2，t1，t0)是碼片計數(shù)值。
4．如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述正交碼產(chǎn)生電路包括控制器，用于確定所述的有效比特數(shù)，順序產(chǎn)生所述的碼片計數(shù)值直到達到可由有效比特數(shù)計數(shù)的最大值，并將所述正交碼索引轉(zhuǎn)換成所述有效比特數(shù)的二進制數(shù)；正交碼產(chǎn)生器，用于通過對轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的正交碼索引和順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值進行邏輯運算來產(chǎn)生一個正交碼。
5．如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述正交碼產(chǎn)生器包括多個“與”門，用于對所述轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的正交碼索引的比特和所述順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值的比特進行“與”運算；“異或”門，用于對所述“與”門的輸出進行“異或”運算以產(chǎn)生以一片為單位的正交碼。
6．一種在移動通信系統(tǒng)中產(chǎn)生正交碼的方法，包括以下幾步對應(yīng)于變化的符號率計算正交碼長度；基于計算出的正交碼長度確定有效比特數(shù)；順序產(chǎn)生碼片計數(shù)值直到達到可由所述有效比特數(shù)計數(shù)的最大值；將正交碼索引轉(zhuǎn)換成所述有效比特數(shù)的二進制數(shù)；對所述轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的正交碼索引和所述按照順序依次產(chǎn)生的碼片計數(shù)值執(zhí)行邏輯運算以產(chǎn)生一個正交碼。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其中，當(dāng)所述正交碼長度表示為2的規(guī)定數(shù)的冪時，則所述的有效比特數(shù)表示該指數(shù)。
8．如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述的邏輯運算包括以下步驟對所述轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的正交碼索引的比特和所述順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值的比特進行“與”運算；和對“與”運算的結(jié)果進行“異或”運算。
9．一種在移動通信系統(tǒng)中用于產(chǎn)生正交碼的方法，包括以下步驟對應(yīng)于變化的符號率計算正交碼長度以便確定有效比特數(shù)；接收所述的有效比特數(shù)、正交碼索引和碼片計數(shù)值，并按照下列等式產(chǎn)生正交碼W(I，n，t)=(nI-1×tI-1)…(n4×t4)_(n3×t3)_(n2×t2)_(n1×t1)_(n0×t0)其中，I是有效比特數(shù)，n(=nI-1，…，n4，n3，n2，n1，n0)是正交碼索引，t(=tI-1，…，t4，t3，t2，t1，t0)是碼片計數(shù)值。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其中，當(dāng)所述正交碼長度表示為2的規(guī)定數(shù)的冪時，則所述有效比特數(shù)表示該指數(shù)。
全文摘要
一種用于根據(jù)符號率產(chǎn)生長度不同的正交碼的設(shè)備和方法。計算對應(yīng)于變化的符號率的正交碼長度以使確定一個有效比特數(shù)。順序產(chǎn)生一個碼片計數(shù)值直到達到可由有效比特數(shù)計數(shù)的最大值。通過對轉(zhuǎn)換成有效比特數(shù)的二進制數(shù)的正交碼索引和順序產(chǎn)生的碼片計數(shù)值進行邏輯運算來產(chǎn)生一個正交碼。
文檔編號H04L5/02GK1286840SQ99801662
公開日2001年3月7日 申請日期1999年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月28日
發(fā)明者金鐘敦 申請人:三星電子株式會社