專利名稱：尤其用于umts數(shù)字通信的碼生成的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地涉及用于以不同的比特速率同時傳輸?shù)南到y(tǒng)，例如蜂窩無線電話系統(tǒng)的基站或移動站中碼分多址(CDMA)數(shù)字通信的編碼信號的生成。更具體地，本發(fā)明涉及在時分復用(TDD)或頻分復用(FDD)模式中，典型地在上行鏈路或下行鏈路上的站的發(fā)射機或接收機中，遵從通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)標準的正交可變擴頻因子(OVSF)碼的生成。
背景技術：
例如，遵從UMTS移動電話標準的TDD模式幀包括預定的持續(xù)時間的時隙，每個時隙包括U個同時的數(shù)據突發(fā)，通常分別分配給U個用戶。用于分配給給定的用戶的突發(fā)的碼(信道化碼)由與要被發(fā)送的每個復數(shù)碼元有關的SF碼元素(碼片)序列組成，其中U≤SF。該碼元素是數(shù)值為+1和-1的非歸零(NRZ)碼。每個碼的長度，被稱為擴頻因子，被表示為等于范圍為4＝22與512＝29之間的2的冪的碼元素的數(shù)目。擴頻因子可以隨不同的站，具體地作為用戶請求的比特速率的函數(shù)而變化，它也是變量；例如，用于給定的比特速率的碼具有的長度等于用于一半的給定的比特速率的碼具有的長度的一半。
碼在傳統(tǒng)上是通過再生有關的OVSF碼的樹結構的迭代過程被生成的，如圖1上示意地顯示的，其中有關的碼組被表示為{CSF，NC}SF＝2k，k∈
，NC∈
迭代過程由以下的公式控制
C1，0＝(1)C2，0＝(1，1)C2，1＝(1，-1)...
{CSF,NC}NC∈
=CSF,0CSF,1MCSF,SF-2CSF,SF-1=CSF/2,0CSF/2,0CSF/2,0C~SF/2,0MCSF/2,SF/2-1CSF/2,SF/2-1CSF/2,SF/2-1C~SF/2,SF/2-1,]]>其中 表示其單元具有與以下的碼CSF，sf的單元的數(shù)值相反的數(shù)值的碼∀SF,∀sf∈
,C~SF,sf=-CSF,sf]]>在站的無線接口的發(fā)射機中，擴頻調制器處理接連的復數(shù)碼元，讓QPSK相位調制器產生與用戶有關的碼，以及在濾波、放大和頻率置換以前調制要被加到擾碼器的每個碼元的實部和虛部。對于每個用戶，在與該用戶的呼叫開始時，碼被寫入到碼存儲器，以及在呼叫期間可被修正為碼修正請求的功能。因此，提供了兩個存儲器在用戶識別號與碼號之間的對應關系表以及在碼號與碼之間的對應關系表。典型地，對于至少29＝512個碼，每個具有512碼元素，第二存儲器的容量必須是至少ΣB=2B=922B=349520]]>比特，即，43k字節(jié)。
因此，碼必須在它們被使用之前被生成，以及需要存儲器空間存儲它們。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是通過在呼叫進到站時直接生成碼，而不使用任何第二存儲器建立在碼號與碼之間的對應關系，即不用存儲碼，而避免這些缺點。
因此，按照本發(fā)明的用于生成至多SFM＝2BM個正交碼的設備按照以下裝置生成碼元素，每個正交碼包括至多SFM個碼元素，BM是整數(shù)。設備接收代表碼元素在碼中的確定的位置的字，代表從SF＝2B個可能的、具有SF個元素的碼中指定碼的碼號的字，以及代表被分配給SF個數(shù)目的碼元素的號碼的字，B是使得B≤BM的整數(shù)。設備包括用于提供BM比特的中間字的邏輯裝置，其中B個比較不重要的比特是在碼號字中相反的次序的B個比較不重要的比特，以及BM-B比較重要的比特都處在預定的狀態(tài)；用于把中間字中具有相同的階的比特分別乘以位置字以產生BM個比特乘積的裝置；以及用于對于乘積字的所有的比特施加異或運算以生成碼元素的裝置。
因此，碼的元素被邏輯裝置動態(tài)地生成而不用碼存儲器。更具體地，碼被本發(fā)明的設備響應于永久的請求以與在包括設備的固定站或移動站與另外的固定站或移動站之間的呼叫占用的業(yè)務信道有關的高頻動態(tài)地生成。
本發(fā)明的設備藉助于微電路設計有利地具有相當小的尺寸，以及在同一個站可以包括一個以上這樣的設備，以便同時和互相獨立地生成多個正交碼。
按照優(yōu)選實施例，邏輯裝置包括用于把碼號子的比特的次序顛倒成相反的字的裝置，用于確定差值BM-B的裝置，以及用于把相反字的B個比較重要的比特向比較不重要的比特方向移位BM-B個位置，以便形成其處在確定狀態(tài)的比特作為BM-B個比較重要的比特和相反字的B個比較重要的比特作為B個比較不重要的比特的中間字的裝置。
按照針對UMTS標準的具體的實施例，BM＝9，以及B＝0和B＝1是禁止的數(shù)值，以及差值確定裝置包含用于把代表分配給碼元素號的數(shù)字的字的比特狀態(tài)倒置成加到移位裝置的移位參數(shù)字的裝置。


在參照相應的附圖閱讀以下本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例的說明后，本發(fā)明的其它特征與優(yōu)點將更顯而易見，其中圖1是現(xiàn)有技術迭代OVSF正交碼過程的樹結構圖；以及圖2是按照本發(fā)明的OVSF正交碼生成設備的方框圖。
具體實施例方式
按照本發(fā)明的碼生成設備被包括在例如基站的發(fā)射機的擴頻調制器中，目的是生成包括最大SFM個比特的碼。對于UMTS標準，最大比特數(shù)SFM等于512＝29＝2BM。
在說明的其余部分中，包括BM個比特的二進制字M用比特MBM-1，MBM-2，...，M2，M1，M0表示；MBM-1和M0分別是字M的最高位和最低位。此后規(guī)定的邏輯功能例如用正邏輯塊實施。
如圖2所示，碼生成設備實際上包括三個數(shù)據輸入端口，通過這些端口，它接收代表整數(shù)的三個二進制字PC、B和NC，它們對于生成二進制碼元素EC是足夠的，并最后被變換成非歸零(NRZ)碼。
第一字代表給定的碼(信道化碼)中碼元素的確定的位置，以由調制器中的時基提供。碼元素的位置處在0與碼的長度SF-1之間，以及更一般地，能夠從0變到SFM-1＝29-1＝511，字PC包括BM＝9個比特，從PCBM-1到PC0。
第二和第三字由等價于在調制器中的上述的第一存儲器的相應的表響應于給定的用戶的識別號提供的。第二字代表從SF＝2B個可能的、具有SF個元素的碼中指定碼的、給定的碼的號NC，所以從0到SF-1。由于SF至多等于SFM，字NC的比特NCBM-1到NC0的數(shù)目包括BM＝9比特，以及該數(shù)目可以取2BM＝512個數(shù)值。第三字代表給定的碼的擴頻因子，它等于在給定的碼中的元素的數(shù)目，其中SF＝2B以及整數(shù)B使得B≤BM。
事實上，第三字中的比特數(shù)至多等于對于指定BM擴頻因子SF所必須的最大比特數(shù)，即，對于接連地編號，BM擴頻因子分別等于以2的接連的冪從2變化到2BM的碼的長度。第三字的比特數(shù)所以等于log2(2×BM-1)的整數(shù)部分。下面的對應關系表1的兩列建立第三字的(log217)的整數(shù)部分＝4個比特B3、B2、B1和B0與對于BM＝9的擴頻因子SF的對應關系
表1

這表明要被生成的碼元素可從以下的邏輯公式得出EC＝XOR(AND(SHR(REV(NC，BM)，BM-SF)，PC))REV、SHR、AND和XOR表示分別由被包括在圖2所示的碼生成設備1中的邏輯電路2、3、4和5實施的邏輯運算。
電路2實施REV(倒置)功能，以便把代表碼號的字NC的比特NC0到NCBM-1的次序進行顛倒。電路2提供倒置的字NC’，它的比特NC’BM-1到NC’0分別等同于比特NC0到NCBM-1，正如此后對于BM＝9詳細地表示的

電路3是可編程向右移位寄存器，用于向右移位，即，向比較不重要的比特，或向倒置字NC’的比較重要的比特移位。電路3實施SHR(右移)功能，其中移位等于由差值確定電路產生的差值BM-B。加到電路31的是代表等于擴頻因子SF的、2的冪的指數(shù)B的、具有(log2(2BM-1))的整數(shù)部分＝4個比特的字B3、B2、B1和B0，即，從BM個擴頻因子中的擴頻因子的數(shù)目B，即，來自圖1所示的樹結構的BM級。從1到BM的、擴頻因子的數(shù)目以擴頻因子SF的增加的次序被排序。
電路31計算差值BM-B，提供4比特D3、D2、D1、D0的移位參數(shù)字，正如以上的表1的第三和第四列中表示的，作為移位參數(shù)加到電路3。電路3提供具有BM比特NC”BM-1到NC”0的中間字NC，按照對于BM＝9的以下的表，其B個比較不重要的比特是倒置字NC’的B個比較重要的比特，所以是在代表碼號的字NC中子以顛倒的次序的B個比較不重要的比特，該NC的BM-B個比較重要的比特是處在預定的二進制狀態(tài)“0”的比特

實際上，UMTS標準禁止使用數(shù)值SF≤2以及B＝0和B＝1，即，使用圖1的樹結構中具有兩個碼的第一級。擴頻因子SF只具有BM-1＝8個可能的數(shù)值22＝4到29＝2BM。擴頻因子的數(shù)目B-2從0變化到BM-2，這樣，代表擴頻因子SF的數(shù)目的字只包括log2(2.8-1)的整數(shù)部分＝3個比特。因此具有3比特B2、B1和B0而不是4比特的擴頻因子數(shù)目字被加到電路31的輸入端口。代替直接建立差值D＝BM-B，如前所述，電路31優(yōu)選地通過確定“1”的補碼，執(zhí)行等價于這個差值的功能，即，通過對于按照以下的表的頭兩列進入的3比特字的每個比特的狀態(tài)進行倒置，這個表的第三列表示在移位電路3的輸出端處的相應的中間字NC”

電路4通過使用BM個各個帶有兩個輸入端的與門，分別2×2地組合在中間字NC”中的BM個權因子比特0到BM-1與代表要被生成的碼元素的位置PC的字中的BM個權因子比特0到BM-1。BM-B個頭上的“與”運算產生處在中間的狀態(tài)“0”的中間乘積的比較重要的比特PC’BM-1到PC’BM-B，以及其余B個“與”運算產生中間乘積的比較不重要的比特PC’BM-B-1＝(NC”BM-B-1×PCBM-B-1)到PC’0＝(NC”0×PC0)。
電路5確定等于要被生成的二進制的碼元素的中間乘積的奇偶校驗比特BP。奇偶校驗比特BP當中間乘積字PC’BM-1到PC’0中的“1”比特的數(shù)目是奇數(shù)時處在狀態(tài)“1”，以及當上述的“1”比特的數(shù)目是偶數(shù)時處在狀態(tài)“0”。電路5包括具有BM個輸入端的異或門，用于對于中間的結果字的3比特施加異或運算，也就是說BP＝PC’BM-1PC’BM-2...PC’2PC’1PC’0最后，碼生成設備1包括二進制到非歸零碼變換器6，用于把奇偶校驗比特BP的二進制狀態(tài)“0”或“1”變換成生成的碼元素EC“1”或“-1”，加到在說明的前言中提到的擾碼器的擴頻數(shù)據輸入端。
實際上，碼生成設備1被設計成可編程邏輯電路或專用集成電路(ASIC)邏輯電路的形式。它構成非常小的尺寸的電路，以便多個設備1被并行地安裝在UMTS蜂窩無線電話網的固定站或移動站，以同時生成OVSF正交碼。
權利要求
1.一種用于生成至多SFM＝2BM個正交碼的設備，每個正交碼包括至多SFM個碼元素，BM是整數(shù)，其特征在于，為生成碼元素(EC)，該設備接收代表碼元素在碼中的確定的位置(PC)的字、代表從SF＝2B個可能的具有SF個元素的碼中指定碼的碼號(NC)的字，和代表被分配給SF個數(shù)目的碼元素的號碼的字，B是使得B≤BM的整數(shù)，以及該設備包括用于提供BM比特的中間字(NC”)的邏輯裝置(2，3)，其中B個比較不重要的比特是在碼號字(NC)中相反的次序中的B個比較不重要的比特，以及BM-B個比較重要的比特都處在預定的狀態(tài)；用于把具有中間字(NC”)的相同的階的比特與位置字(PC)分別相乘以產生BM比特乘積字(PC’)的裝置(4)；以及用于對于乘積字的所有的比特施加異或運算以生成碼元素(EC)的裝置(5)。
2.按照權利要求1的設備，其中邏輯裝置包括用于把碼號字(NC)的比特的次序顛倒成相反的字(NC’)的裝置(2)，用于確定差值BM-B的裝置(31)，以及用于把相反字的B個比較重要的比特向比較不重要的比特方向移位BM-B個位置，以便形成以預定狀態(tài)的比特作為BM-B個比較重要的比特和以相反字的B個比較重要的比特作為B個比較不重要的比特的中間字(NC”)的裝置(3)。
3.按照權利要求2的設備，其中BM＝9，以及B＝0和B＝1是禁止的數(shù)值，以及差值確定裝置包含用于把代表分配給該數(shù)目(SF)的碼元素的號的字的比特狀態(tài)倒置成要加到移位裝置的移位參數(shù)字(D)的裝置(31)。
4.按照權利要求1到3的任一項的設備，包括在異或運算施加裝置(5)的輸出端處的二進制-非歸零變換器(6)。
全文摘要
按照本發(fā)明，動態(tài)地生成具有至多2<SP>BM</SP>個元素的幾個正交OVSF碼之一的一個元素(EC)。邏輯電路(2，3)提供中間字(NC”)，中間字具有的低階的B個比特等同于在代表在SF=2<SP>B</SP>個可能的具有SF個元素的碼中間指定碼的碼號(NC)的字中顛倒次序的低階的B個比特，以及具有的高階的BM－B個比特處在預定的狀態(tài)。ET電路(4)把中間字(NC”)中的比特與代表在碼中元素的確定的位置(PC)的字相乘，以便產生具有BM比特的乘積字(PC”)。電路(5)對于乘積的比特施加異或運算，以便生成碼元素(EC)。這樣，碼不用存儲。
文檔編號H04J13/00GK1653734SQ03811015
公開日2005年8月10日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權日2002年5月15日
發(fā)明者埃里克·巴圖特, 貝諾伊特·密斯科派伊恩 申請人:法國電信公司