CN101674101B

CN101674101B - 一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置

Info

Publication number: CN101674101B
Application number: CN200810216113XA
Authority: CN
Inventors: 冯立国
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Sanechips Technology Co Ltd
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-09-08
Also published as: CN101674101A

Abstract

本发明公开了宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置，其方法包括以下步骤：S1.根据输入的信道编号，存储区索引值逻辑控制模块从信道存储区索引值存储器中读出与该输入的信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子信息；S2.如果所述扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同，则释放所述存储区索引值，并根据所述输入的信道多径扩频因子，从对应的扩频因子存储区索引值队列储器组中弹出一个可用的存储区索引值。本发明采用信道的扩频因子选取存储单元，通过接收的扩频因子进行数据流量的判断，调整相应的存储空间，这样就实现了多径合并数据存储空间的动态管理，以灵活的存储机制来有效降低存储空间的用量。

Description

一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置

技术领域

本发明涉及一种数据存储方法和装置，尤其涉及的是，一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置。

背景技术

在宽带码分多址通信系统中，传输信号被障碍物(如建筑物和山)反射，接收机就会接收到多个不同时延的码片，如果码片信号之间的时延超过一个码片，接收机就可以分别对它们进行解调。实际上从每一个多径信号的角度看其他多径信号都是干扰并被处理增益抑制，但是对于接收机则可以对多个信号进行分别处理合成而获得。由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。

在发送端，在扩频和调制后信号被发送，每个信道具有不同的时延和衰落因子，每个对应不同的传播环境。经过多径信道传输，RAKE接收机利用相关器检测出多径信号中最强的M个支路信号。然后对每个RAKE支路的输出多径符号进行加权、合并，以提供优于单路信号的接收信噪比，然后再在此基础上进行判决。接收机多径合并的原理如附图1所示，r(t)为中频或基带码分多址(CDMA)多径信号，假设RAKE接收机有M个支路，其输出的多径符号分别为Z₁、Z₂、......Z_M，对应的加权因子分别为α₁、α₂、.....、α_M，加权因子可以根据各支路的输出功率或信噪比决定。各支路加权后信号的合并可以根据实际情况采取不同的方法进行合并。

对于同一个物理信道的多径符号数据，在合并时需要补偿多径时延；也就是，进行多径合并时每个多径的符号对应发送端来说是同一个符号；或者说，要先将多径符号对齐后才能进行多径合并；即，在合并数据存储单元中，要根据最大时延设置，该物理信道需要存储的每个多径的符号个数来补偿多径的时延，完成该物理信道一个符号的所有多径合并。对于需要同时支持多个物理信道，多径时延要求比较大的环境下，且存在高速业务的情况下，对多径合并数据存储单元的设计要求比较高。比如，系统需要处理96个物理信道，每个用户需要支持最多8个多径，多径之间的最大延迟要256个码片。对于专用物理信道，扩频因子是变化的，从256-2X2，如果为每个信道固定分配最大可能的存储空间，其存储量是十分大的，最大可为96信道*8多径*(256/(2X2))＝196k个软符号，每个软符号设位宽为26比特，这大概需要5M比特的存储容量。所以，这个中存储机制所需要的存储容量不管对FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)还是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片来说都是十分巨大的。

因此，现有技术还存在缺陷，有待于改进和发展。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置，该方法和系统能够有效降低存储空间的用量。

为解决上述技术问题，本发明采用以下方案：

一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法，包括以下步骤：S1、根据输入的信道编号，存储区索引值逻辑控制模块从信道存储区索引值存储器中读出与该输入的信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子信息；S2、如果所述扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同，则释放所述存储区索引值，并根据所述输入的信道多径扩频因子，从对应的扩频因子存储区索引值队列存储器组中弹出一个可用的存储区索引值；如果有信道使用了该扩频因子，而且未分配该扩频因子对应的存储区的索引值，则从索引值队列存储器组中弹出一个索引值，分配给该信道作为多径合并数据的基地址。

所述的方法，其中，所述步骤S2包括：根据信道的多径符号最大时延内计数值，计算该信道多径在该信道的扩频因子下，相对于多径合并数据存储器存储区中地址索引值的偏移地址。

所述的方法，其中，还包括步骤S3：根据输入的信道多径扩频因子确定存储区的区号，将该存储区的区号、所述存储区地址索引值、所述偏移地址，合并为多径合并数据存储器的地址，从多径合并数据存储器中读出该信道多径合并历史数据。

所述的方法，其中，还包括步骤S4：利用信道多径符号数据和信道多径加权因子做复数乘法，得到信道多径加权符号数据。

所述的方法，其中，还包括步骤S5：将所述信道多径加权符号数据和所述信道多径合并历史数据相加，得到信道多径合并数据。

所述的方法，其中，还包括步骤S6：利用所述信道多径相位信息判断该条多径是否为该信道延时最大的多径，若为否，则按照所述多径合并数据存储器的地址将所述信道多径合并数据写回多径合并数据存储器。

本发明还提供一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储装置，其特征在于，包括：扩频因子存储区索引值队列存储器组，用于存储用以标识根据不同扩频因子划分的存储区的存储区索引值；信道存储区索引值存储器，用于存储信道编号和与之对应的存储区索引值和扩频因子；存储区索引值逻辑控制模块，包括读取单元和处理单元；读取单元用于接收输入的信道编号，并从信道存储区索引值存储器中读出与该输入的信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子；处理单元用于扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同时，释放所述存储区索引值，并根据所述输入的信道多径扩频因子从对应的扩频因子存储区索引值队列存储器组中弹出一个可用的存储区索引值；有信道使用了存储区索引值逻辑控制模块读出的扩频因子，而且未分配所述读出的扩频因子对应的存储区的索引值时，从索引值队列存储器组中弹出一个索引值，分配给该信道作为多径合并数据的基地址。

与现有技术相比，本发明宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置，采用信道的扩频因子选取存储单元，通过接收的扩频因子进行数据流量的判断，调整相应的存储空间，这样就实现了多径合并数据存储空间的动态管理，以灵活的存储机制来有效降低存储空间的用量。

附图说明

图1为现有技术中接收机多径合并原理图；

图2为本发明的多径合并数据存储器的结构框图；

图3为本发明的存储区索引值队列存储器组的结构框图；

图4为本发明的多径合并数据存储区索引值控制模块的结构框图；

图5为本发明的多径合并数据存储区索引值控制模块的内部流程图；

图6为本发明的多径合并数据存储装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步详细的描述。

本发明目的在于提供一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法和装置，通过接收的扩频因子进行数据流量的判断，调整相应的存储空间，克服补偿多径时延而产生的多径合并数据存储器30资源用量大的问题。

首先，本发明仅采用一个多径合并数据存储器30，见图2，该多径合并数据存储器30根据扩频因子的不同被分为若干个存储区，每个存储区的大小满足支持：该扩频因子信道数及该信道多径的最大时延；如果几种扩频因子支持的最大信道数相同，则这几种扩频因子可以共用一个存储区，该存储区需要支持的扩频因子为这几种扩频因子中最小的；

每个存储区又包括若干基本存储单元，基本存储单元的大小满足：一个信道在该扩频因子下信号多径的最大时延时所包含的符号数；每个基本存储单元的起始地址由一个索引值表示，每个存储区包含的若干基本存储单元，这些基本存储单元的索引值存储在一个索引值队列存储器。索引值队列存储器组的结构示意图见图3。

该设计可以去除多径对存储器容量的影响，将对齐多径延时的存储器和多径合并存储器合并成一个存储器：这样多径数据的合并是串行进行的，即多径合并是按每条多径进行的，不是该信道所有多径的符号一起进行合并的，这样做和多径的码片级处理可以衔接起来，码片级处理得到一条多径的符号数据就可以直接做多径合并，而不必等待信道的所有多径的同一个符号都得到后才能进行多径数据合并。这样多径合并数据是按照信道进行存储的，存储器用量就可以变为按照多径存储的八分之一。

本发明的核心是针对信道的扩频因子选取存储单元，以实现动态的管理多径合并数据存储空间，其主要步骤见下，如图6所示：

100、根据输入的信道多径扩频因子，确定需要使用的多径合并数据存储器30存储区的区号；

200、根据输入的信道多径扩频因子、信道编号、信道多径相位信息，确认是否已经分配了该信道多径扩频因子对应的多径合并数据存储器30存储区索引值(以下简称存储区索引值)。如图4所示，过程主要包括：

210、根据输入的信道编号，存储区索引值逻辑控制模块11从信道存储区索引值存储器12中读出与该输入的信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子信息；

220、见图5，如果读出的扩频因子和输入的信道多径扩频因子相同，说明该信道多径对应输入的扩频因子已经分配了(多径合并存储器)存储区索引值，则执行步骤231；如果读出的扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同，说明该信道的扩频因子已经动态变化了，则执行步骤232；如果有信道使用了该扩频因子，而且未分配该扩频因子对应的存储区索引值，则执行233；

231、可继续使用该存储区索引值作为多径合并数据存储器30的基地址，即，将该存储区索引值作为多径合并数据存储区索引值控制模块10的存储区索引值输出。

232、首先释放原来旧扩频因子所使用的存储区索引值，即，将该存储区索引值写入索引值队列存储器组130中，供其它信道的扩频因子变为该扩频因子后使用；然后到索引值队列存储器组中申请新的扩频因子对应的存储区地址索引值。

233、从索引值队列存储器组中弹出一个存储区索引值，分配给该信道作为多径合并数据的基地址。

本步骤针对信道的扩频因子选取存储单元，通过接收的扩频因子进行数据流量的判断，调整相应的存储空间，这样就实现了多径合并数据存储空间的动态管理，解决了多径合并数据存储空间的管理问题。以下流程是与上述步骤相适应的多径合并方法：如图6所示，

300、根据信道的多径符号最大时延内计数值，计算该信道多径在该信道的扩频因子下，相对于多径合并数据存储器30中存储区索引值的偏移地址。

获得多径合并数据存储区的基地址和偏移地址，就可以得到多径合并数据存储器30的地址。计数值范围零到最大时延除以扩频因子减一，如扩频因子为4，扩频因子为256，则计数值范围为0-63，这样就可以补偿多径之间的延时。

400、将步骤100得到的存储区的区号、步骤200得到的存储区索引值、步骤300得到的偏移地址，合并为多径合并数据存储器30的地址，并从多径合并数据存储器30中读出该信道多径合并历史数据。

500、乘法器40将信道多径符号数据和信道多径加权因子做复数乘法，得到信道多径加权符号数据。

600、将步骤500得到的所述信道多径加权符号数据和步骤400得到的所述信道多径合并历史数据相加，得到信道多径合并数据。

700、根据信道多径相位信息，判断该条多径是否是该信道延时最大的多径；

如果是信道延时最大的多径，则说明步骤600得到的信道多径合并数据已完成了多径合并，将所述信道多径合并数据作为信道多径合并结果数据输出，并将全零数据写入到多径合并数据存储器30中步骤400得到的多径合并数据存储器30地址中；

如果该条多径非该信道延时最大的多径，则说明步骤600得到的多径合并数据只是信道多径合并中间结果数据，将所述信道多径合并数据写回到所述多径合并数据存储器30的地址，即，按照步骤400得到的多径合并数据存储器30地址写回到多径合并数据存储器30中，直到该信道延时最大的多径完成多径合并后才能作为多径合并结果数据输出。

上述宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法，假设当前信道多径的扩频因子由4(编号为扩频因子3)动态变化为8(编号为扩频因子4)，信道多径的相位不是该信道延迟最大的多径，信道多径符号时隙内计数值为1(对于扩频因子为8，其最大时延内计数值范围为0-31)。首先多径合并数据存储区索引值控制模块10根据信道编号从信道存储区索引值存储器中读出该信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子信息，信道多径的扩频因子(值为4)和读出的扩频因子信息(值为8)不同，则首先将读出的信道的存储区索引值压入到扩频因子3存储区索引值队列FOFO，然后从扩频因子4存储区索引值队列FIFO中弹出一个存储区索引值，并将该存储区索引值和扩频因子信息(值为8)写入到该信道编号对应信道存储区索引值存储器地址中。将得到的新的存储区索引值和扩频因子4对应的存储区区号合并成该信道多径应该使用的多径合并数据存储器30的基地址，因为信道多径符号时隙内计数值为1，所以地址偏移值为1，将得到的多径合并数据存储器30的基地址加1即为多径合并数据存储器30的地址，这样可以从多径合并数据存储器30中读出该信道多径合并历史数据。将信道多径符号数据、信道多径加权因子通过乘法器40得到信道多径加权符号数据，将信道多径合并历史数据和信道多径加权符号数据相加得到信道多径合并数据，该信道多径不是该信道延时最大的多径可以判定信道多径合并数据为信道多径合并中间结果数据，将其写入到多径合并历史数据对应的多径合并数据存储器30地址中，信道多径合并结果数据为无效状态。

宽带码分多址系统的多径合并数据存储装置如附图6所示，包括六个输入数据和六个功能模块，六个输入数据分别为：信道多径信息、信道多径符号数据、信道多径加权因子、信道多径扩频因子、信道编号、信道多径符号最大时延内计数值。六个功能块分别为：多径合并数据存储区索引值控制模块10、多径合并数据存储器地址生成模块20、多径合并数据存储器30(见图2，如前所述)、乘法器40、加法器50、信道多径合并数据判断模块60。

多径合并数据存储区索引值控制模块10，结构如附图4所示，包括：扩频因子存储区索引值队列存储器组13(简称索引值队列存储器组)、存储区索引值逻辑控制模块11(简称逻辑控制模块)、信道存储区索引值存储器12(简称存储区索引值存储器)。

信道多径扩频因子、信道编号输入到多径合并数据存储区索引值控制模块10，逻辑控制模块11首先根据输入的信道编号从信道存储区索引值存储器中读出该信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子信息；如果读出的扩频因子和输入的信道多径扩频因子相同，则可以判断该信道多径对应输入的扩频因子已经分配多径合并存储器存储区索引值，将该多径合并数据存储器30存储区索引值作为多径合并数据存储区索引值控制模块10的存储区索引值输出；如果读出的扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同，则说明该信道的扩频因子已经动态变化了，则首先将该信道旧的扩频因子所对应的存储区索引值释放掉，将其压入到存储区索引值队列存储器组中。

存储区索引值队列存储器组结构如附图3所示，存储区索引值队列存储器组是由一组不同扩频因子存储区索引值队列FIFO(First Input First Output，先入先出队列)组成，因为多径合并数据存储器30中存储区中的索引值是按照扩频因子的不同而分为不同的存储区，每个存储区又将所包含的支持该存储区对应扩频因子若干个基本存储单元索引值按照信道的扩频因子动态分配给不同的信道，所以每种扩频因子对应的存储区索引值是分开进行队列管理的。将该信道旧的扩频因子所对应的存储区索引值压入到存储区索引值队列存储器组中对应的扩频因子X存储区索引值队列FIFO，其中X＝0，1，...，n，是将系统支持的所有不同的扩频因子进行编号后的索引值。将该信道旧的扩频因子所对应的存储区索引值压入到存储区索引值队列存储器组中后，再根据输入的信道多径扩频因子从对应的扩频因子X存储区索引值队列FIFO中弹出一个可用的存储区索引值，并将其写入到信道存储区索引值存储器中，然后输出该存储区索引值作为多径合并数据存储区索引值控制模块10的存储区索引值输出，同时输出扩频因子编号值X。

多径合并数据存储器地址生成模块20根据输入的多径合并数据器存储区索引值、扩频因子编号值确定多径数据合并存储器的基地址，根据输入的信道多径符号最大时延内计数值得到基地址偏移值，最终输出多径合并数据存储器地址。

多径合并数据存储器30结构如附图2所示，多径合并数据存储器30按照扩频因子的不同分为n个存储区，和存储区索引值队列存储器组中的FIFO一一对应，多径合并数据存储器30结构根据输入的多径合并数据存储器30地址，输出信道多径合并历史数据。

乘法器40将输入的信道多径符号数据、信道多径加权因子做复数乘法，得到信道多径加权符号数据。

加法器50将输入的信道多径加权符号数据和信道多径合并历史数据做加法，得到信道多径合并数据。

信道多径合并数据判断模块60根据输入的信道多径相位信息判断得到该信道多径合并数据是否是该信道所有多径都合并后的结果，如果该信道多径是该信道延时最大的那条多径，则输入的信道多径合并数据作为信道多径合并结果数据输出，并将全零数据写入到多径合并数据存储器30中读出该信道多径合并历史数据的地址中；如果该信道多径不是该信道延时最大的那条多径，则输入的信道多径合并数据作为信道多径合并中间结果数据写入到多径合并数据存储器30中读出该信道多径合并历史数据的地址中，同时无信道多径合并结果数据输出。

采用本发明所述的方法和装置，有效的解决了多径合并时补偿多径时延而产生的多径合并数据存储器30资源用量大问题。例如，系统需要处理128个物理信道，每个用户需要最多支持8个多径，多径之间的最大延迟要256个码片，扩频因子变化范围为256-2X2，系统支持扩频因子为2X2、2X4、4、8、16、32、64、128、256的信道数分别为2、4、8、16、32、64、128、128、128个，信道多径合并结果数据宽度为26比特。如果为每个信道固定分配最大可能的多径合并结果数据存储空间，其存储量为128信道*8多径*(256/(2X2))*26比特≈6.8M比特；而采用本发明的方法和装置，将多径合并结果数据的存储空间按扩频因子为2X2、2X4、4、8、16、32、大于等于64分成7个存储区，则每个存储区的大小分别为：2信道*(256/(2X2))＝512个软符号，4信道*(256/(2X4))＝512个软符号，...，128信道*(256/64)＝512个软符号，多径合并结果数据存储空间大小为7存储区*512软符号*26比特≈0.093Mbits。采用本发明方法和装置相对固定分配存储空间的方法节省了大约1-0.093/6.8＝98.6％存储空间。

应当理解的是，以上所提供的具体实施方式只是对本发明的说明，而不应当理解为对本发明的限制，对本领域的普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应为本发明所揭示的原理和特征，均属本发明的保护范围。

Claims

1.一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储方法，包括以下步骤：

S1、根据输入的信道编号，存储区索引值逻辑控制模块从信道存储区索引值存储器中读出与该输入的信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子信息；

S2、如果所述扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同，则释放所述存储区索引值，并根据所述输入的信道多径扩频因子，从对应的扩频因子存储区索引值队列存储器组中弹出一个可用的存储区索引值；如果有信道使用了存储区索引值逻辑控制模块读出的扩频因子，而且未分配所述读出的扩频因子对应的存储区的索引值，则从索引值队列存储器组中弹出一个索引值，分配给该信道作为多径合并数据的基地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：根据信道的多径符号最大时延内计数值，计算该信道多径在该信道的扩频因子下，相对于多径合并数据存储器存储区中地址索引值的偏移地址。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括步骤S3：根据输入的信道多径扩频因子确定存储区的区号，将该存储区的区号、所述存储区地址索引值、所述偏移地址，合并为多径合并数据存储器的地址，从多径合并数据存储器中读出该信道多径合并历史数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括步骤S4：利用信道多径符号数据和信道多径加权因子做复数乘法，得到信道多径加权符号数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括步骤S5：将所述信道多径加权符号数据和所述信道多径合并历史数据相加，得到信道多径合并数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括步骤S 6：利用所述信道多径相位信息判断该条多径是否为该信道延时最大的多径，若为否，则按照所述多径合并数据存储器的地址将所述信道多径合并数据写回多径合并数据存储器。

7.一种宽带码分多址系统的多径合并数据存储装置，其特征在于，包括：扩频因子存储区索引值队列存储器组，用于存储用以标识根据不同扩频因子划分的存储区的存储区索引值；

信道存储区索引值存储器，用于存储信道编号和与之对应的存储区索引值和扩频因子；

存储区索引值逻辑控制模块，包括读取单元和处理单元；读取单元用于接收输入的信道编号，并从信道存储区索引值存储器中读出与该输入的信道编号对应信道的存储区索引值和扩频因子；

处理单元用于在扩频因子和输入的信道多径扩频因子不同时，释放所述存储区索引值，并根据所述输入的信道多径扩频因子从对应的扩频因子存储区索引值队列存储器组中弹出一个可用的存储区索引值；在有信道使用了存储区索引值逻辑控制模块读出的扩频因子，而且未分配所述读出的扩频因子对应的存储区的索引值时，从索引值队列存储器组中弹出一个索引值，分配给该信道作为多径合并数据的基地址。