專利名稱：一種cdma長碼狀態(tài)的快速確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種CDMA長碼狀態(tài)的快速確定方法。
本發(fā)明給出一種快速計(jì)算長碼狀態(tài)的方法，這種方法只需存儲單元84×42比特的存儲單元，就可將242-1次這個量級的運(yùn)算降為大約2×42×42次運(yùn)算。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)在于如何找到2個合適的42×42矩陣來實(shí)現(xiàn)迭代運(yùn)算。
本發(fā)明的方法為，通過存儲2個42×42的矩陣 和G0，經(jīng)迭代運(yùn)算后快速地確定某特定時刻的長碼狀態(tài)，其中，A是長碼發(fā)生器的狀態(tài)矩陣，C0為一1×42的向量；其具體步驟包括①選一個合適的C0，使 具有一個可逆矩陣G0；②根據(jù)當(dāng)前時刻和基準(zhǔn)時刻的時間差得到兩者之間相差的碼片數(shù)N；③將N以42位二進(jìn)制表示，以i表示各個比特所處的比特位；④令i＝0，此時長碼狀態(tài)X是初始時刻的長碼值X0；
⑤判斷i是否大于41，如果是則停止，此時的X就是所求時刻長碼移位寄存器的內(nèi)容，也即長碼狀態(tài)；若不是則進(jìn)行步驟⑥；⑥判斷Ni是否為0，如果是則轉(zhuǎn)到步驟⑨，如果不是進(jìn)行步驟⑦；⑦將長碼發(fā)生器中狀態(tài)置為X，掩碼置為Ci=C0A2i,Ci]]>對應(yīng)著矩陣 的第i+1行；⑧對長碼發(fā)生器進(jìn)行42次運(yùn)算得出y(i)，i＝1…42，表示為一個42×1的矩陣Y，求解G0Y得到長碼發(fā)生器中下面的Ni×2i個碼片時刻的狀態(tài)X；⑨令i＝i+1，轉(zhuǎn)到步驟⑤。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過存儲84×42比特的存儲單元，將242-1＝4398046511103次運(yùn)算降為大約2×2×42＝3528次運(yùn)算，因此運(yùn)算速度提高了12.4億倍，從而真正具有工業(yè)應(yīng)用價值。
表1為本發(fā)明實(shí)施例中的矩陣 表2為本發(fā)明實(shí)施例中的矩陣G0。
如

圖1所示，要確定某一時刻的長碼也就是要確定出某一時刻長碼發(fā)生器的狀態(tài)，也即移位寄存器中的內(nèi)容，得到長碼狀態(tài)后，我們就可以通過掩碼值得到當(dāng)前時刻的長碼。因此進(jìn)行長碼計(jì)算的關(guān)鍵就轉(zhuǎn)化為求出某一時刻長碼發(fā)生器的狀態(tài)。
根據(jù)長碼發(fā)生器的生成多項(xiàng)式可很容易地得到長碼發(fā)生器的狀態(tài)更新方程x(n+1)＝Ax(n)其中x為長碼發(fā)生器的狀態(tài)，其階數(shù)為42×1；A為狀態(tài)矩陣，階數(shù)為42×42，A中元素為0或1。
長碼狀態(tài)的計(jì)算問題現(xiàn)在可以表述為如果已知當(dāng)前碼片數(shù)n(0≤n≤242-1)與初始狀態(tài)x(0)，求當(dāng)前狀態(tài)x(n)。
根據(jù)上式，可得
x(n)＝Ax(n-1)＝A·Ax(n-2)＝mod(A2，2)x(n-2)＝mod(An，2)x(0)則長碼狀態(tài)的計(jì)算問題可轉(zhuǎn)化為矩陣mod(An，2)的計(jì)算問題。假設(shè)n的二進(jìn)制表示為n41n40...n0，其中ni為0或1。則n=Σi=041ni·2i]]>An=Πi=041(A2i)ni]]>設(shè)xi(n)=(A2i)nixi-1(n),i=0···41,]]>x0(n)=An0x(0),]]>則x(n)＝x41(n)。因此如果我們先預(yù)先計(jì)算出A2i,i=0···41,]]>則可通過以上的迭代式計(jì)算出x(n)。A2i,i=0···41]]>的數(shù)據(jù)共有42×42×42＝74088比特，如果直接用以上的迭代發(fā)來實(shí)現(xiàn)需要占據(jù)的存儲空間很大，不太現(xiàn)實(shí)。一下給出一種稍微增加運(yùn)算時間，而大量減少存儲空間的實(shí)現(xiàn)方法。
長碼發(fā)生器的狀態(tài)方程為x(n+1)＝Ax(n)y(n)＝Cx(n)其中y為長碼發(fā)生器的輸出；C為1×42的向量，相應(yīng)于掩碼值。
由狀態(tài)方程可得Y=y(n)y(n+1)···y(n+41)=mod(CCA···CA41,2)x(n)=Fx(n)]]>如存在42×42二進(jìn)制矩陣G，mod(FG，2)＝I，則x(n)＝GY由上式可知當(dāng)C選擇合適時，由連續(xù)計(jì)算出的42個長碼發(fā)生器的輸出，可以計(jì)算出長碼發(fā)生器的狀態(tài)，也即系統(tǒng)具有可觀測性。
現(xiàn)假設(shè)已知xi-1(n)，已經(jīng)預(yù)先計(jì)算出 ，其中C0為一1×42的向量，取其值為C0＝
。
將狀態(tài)值xi-1(n)置入長碼發(fā)生器之中，掩碼值C選擇為 對長碼發(fā)生器進(jìn)行42次運(yùn)算，則輸出為Yi=mod(CCA···CA41,2)xi-1(n)=mod(C0C0A···C0A41,2)·A2ixi-1(n)]]>=mod(C0C0A···C0A41,2)xi(n)=F0xi(n)]]>xi(n)=G0Yi]]>由以上分析，我們可以通過存儲C0A2i,i=0···41,]]>以及G0，并經(jīng)過遞推計(jì)算出我們所需的長碼狀態(tài)。其計(jì)算方法如下步驟1令i＝0，x＝x(0)；步驟2判斷i是否大于41，如果是則停止，如果是則停止，此時的x(i)就是所求時刻長碼移位寄存器的內(nèi)容，也即長碼狀態(tài)；若不是則進(jìn)行步驟5；步驟3ni是否為零，如果是轉(zhuǎn)到步驟6，如果不是進(jìn)行步驟4。
步驟4將長碼發(fā)生器中狀態(tài)置為x，掩碼置為Ci=C0A2i.]]>步驟5對長碼發(fā)生器進(jìn)行42次運(yùn)算得出y(i)，i＝1…42，計(jì)算x=G0Y=G0y(1)···y(42).]]>步驟6令i＝i+1，轉(zhuǎn)到步驟2。
權(quán)利要求
1.一種CDMA長碼狀態(tài)的快速確定方法，其特征在于通過存儲2個42×42的矩陣 和G0，經(jīng)迭代運(yùn)算后快速地確定某特定時刻的長碼狀態(tài)，其中，A是長碼發(fā)生器的狀態(tài)矩陣，C0為一1×42的向量；其具體步驟包括①選一個合適的C0，使 具有一個可逆矩陣G0；②根據(jù)當(dāng)前時刻和基準(zhǔn)時刻的時間差得到兩者之間相差的碼片數(shù)N；③將N以42位二進(jìn)制表示，以i表示各個比特所處的比特位；④令i＝0，此時長碼狀態(tài)X是初始時刻的長碼值X0；⑤判斷i是否大于41，如果是則停止，此時的X就是所求時刻長碼移位寄存器的內(nèi)容，也即長碼狀態(tài)；若不是則進(jìn)行步驟⑥；⑥判斷Ni是否為0，如果是則轉(zhuǎn)到步驟⑨，如果不是進(jìn)行步驟⑦；⑦將長碼發(fā)生器中狀態(tài)置為X，掩碼置為Ci=C0A2i,Ci]]>對應(yīng)著矩陣 的第i+1行；⑧對長碼發(fā)生器進(jìn)行42次運(yùn)算得出y(i)，i＝1…42，表示為一個42×1的矩陣Y，求解G0Y得到長碼發(fā)生器中下面的Ni×2i個碼片時刻的狀態(tài)X；⑨令i＝i+1，轉(zhuǎn)到步驟⑤。
全文摘要
一種CDMA長碼狀態(tài)的快速確定方法，其特征在于通過存儲2個42×42的矩陣C
文檔編號H04J13/02GK1414721SQ01132029
公開日2003年4月30日 申請日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者熊學(xué)泉, 王曉君, 勵金祥, 陳曉明, 曾興斌 申請人:寧波大學(xué), 寧波大寧通信技術(shù)發(fā)展有限公司