CN105187151B - 一种wcdma系统下行扰码序列的产生方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：通过扰码号偏移及数据长度来查询产生对应扰码序列所需的X/Y序列状态存储的起始位置；通过分段取部分数据到快速内存进行运算，按时隙数据长度搬移产生当前时隙所需要的X/Y状态数据；将每时隙产生的32路I/Q扰码序列，用2比特表示一个IQ数据，其中最低比特表示I路，最高比特表示Q路，依次以32比特为单位从最低比特到最高比特位放置并输出。本发明的方法，针对任意的下行扰码号能够快速产生对应复数化的扰码序列。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种WCDMA系统下行扰码序列的产生方法及系统。
背景技术
在WCDMA(Wide Band Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统中，基站通过广播消息的覆盖范围来确定覆盖小区的范围。区分不同基站主要靠不同的下行扰码，各小区发射下行链路信号采用不同的扰码序列进行加扰处理。
3GPP TS 25.213(the 3rd Generation Partner Project TechnicalSpecifications 25.213)中规定扰码序列是由两个18阶移位寄存器X/Y组成的m序列，然后两个m序列再相加而成的Gold码序列。Gold码序列是m序列的复合码序列，每改变两个m序列的相对相位就会得到一个新的Gold码序列。WCDMA下行扰码号比较多，将扰码号作为两个m序列相对相位差，以产生不同的Gold码序列，再由两个Gold码实序列复合成扰码，即实现不同下行扰码号对应不同的扰码序列。WCDMA下行扰码产生的方式，决定了WCDMA扰码序列具备良好的自相关与互相关特性。X和Y序列构建方法及扰码生成过程如下：
初始条件：
X序列X(0)＝1,X(1)＝X(2)＝…X(16)＝X(17)＝0构成，Y序列
Y(0)＝Y(1)＝…＝Y(16)＝Y(17)＝1。
X/Y序列其他值通过如下计算方式得到：
X(i+18)＝(X(i+7)+X(i))mod2,i＝0,1,…218-20。第n个Gold
码序列Zn,n＝0,1,2,…,218-2定义为：
Zn(i)＝(X((i+n)mod(218-1))+Y(i))mod2,i＝0,…218-2。
二进制序列转化为实序列Zn：
扰码号为n对应的扰码计算如下：
Sdl,n(i)＝Zn(i)+jZn((i+M)mod(218-1)),i＝0,1,…,38399。
其中j表示虚数单位，M＝131072该序列总共能产生218-1个扰码，目前仅使用其中的8192个扰码，扰码序号为k＝0,1,…,8191。
在WCDMA系统中由38400个码片构成一个10ms无线帧，一个无线帧分15个时隙，每时隙2560个码片。按单个时隙来产生扰码序列，如果产生的时间超过1个时隙的时长，那么发射端按时隙加扰会出现严重错误，此外单个时隙扰码序列如果每码片以Word(每Word 32比特)为单位存储也较耗费内存。
扰码产生的速度直接影响到下行信道处理效率，虽然现有技术提供了几种扰码产生的具体办法，但产生的速度、资源占用、功耗都存在缺陷。
“WCDMA小区搜索中多扰码并行产生器及其方法”专利，公开了一种扰码并行产生的方法，但每次输出只产生8路I/Q数据，即输出8个复数化扰码序列，并行输出的效率不高。
“一种用于WCDMA系统的扰码发生器及其实现方法”专利，扰码产生过程用到了很多X/Y状态寄存器，占用了较多硬件资源，另外每次扰码输出时只输出3路I/Q数据，并行输出3个复数化扰码序列，处理效率低。
“Method and apparatus for generation of downlink scrambling code inwideband CDMA mobile devices”专利，此外文专利也考虑到分段处理的方式输出扰码序列，但扰码并行输出的效率较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种WCDMA系统下行扰码序列的产生方法。
本发明的另一目的在于提供一种WCDMA系统下行扰码序列的产生系统。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，包含以下顺序的步骤：
S1.通过扰码号偏移及数据长度来查询产生对应扰码序列所需的X/Y序列状态存储的起始位置；
S2.通过分段取部分数据到快速内存进行运算，按时隙数据长度搬移产生当前时隙所需要的X/Y状态数据；
S3.将每时隙产生的32路I/Q扰码序列，用2比特表示一个IQ数据，其中最低比特表示I路，最高比特表示Q路，依次以32比特为单位从最低比特到最高比特位放置并输出。
所述的步骤S1具体为：扰码产生装置利用X/Y序列初始值产生X/Y 18阶移位寄存器状态值、每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值，并将状态值分别按比特存储，根据扰码号和每时隙复数扰码序列长度偏移查找计算扰码序列实部和虚部所需要状态数据的起始位置。
所述的X/Y序列初始值是根据协议3GPP TS 25.213规定的。
所述的X/Y 18阶移位寄存器状态值存储与慢速内存，所述的每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值存储于快速内存。
所述的扰码号的范围为0～8191。
所述的步骤S2具体为：当前时隙正在产生扰码时，获取下一时隙X/Y状态存储起始位置并将X/Y状态数据搬移到快速内存，用于产生下一时隙复数扰码序列。
所述的下一时隙X/Y状态存储起始位置通过18阶X/Y移位寄存器状态查询装置获取。
所述的步骤S3具体为：每一次扰码输出操作需要取两组32比特X/Y状态值，根据扰码计算公式可分别计算出32个扰码序列的实部和虚部，再将32比特虚部和32比特实部交叉存储，形成2个32比特复数扰码输出。
本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：
一种WCDMA系统下行扰码序列的产生系统，包括
18阶X/Y移位寄存器状态查询装置，通过扰码号偏移及数据长度来查询产生对应扰码序列所需的X/Y序列状态存储的起始位置；
状态数据搬移装置，通过分段取部分数据到快速内存进行运算，按时隙数据长度搬移产生当前时隙所需要的X/Y状态数据；
以及产生和并行输出32路复数化扰码序列装置，将每时隙产生的32路I/Q扰码序列，用2比特表示一个IQ数据，其中最低比特表示I路，最高比特表示Q路，依次以32比特为单位从最低比特到最高比特位放置。
所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生系统，还包括扰码产生装置，利用X/Y序列初始值产生X/Y 18阶移位寄存器状态值、每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明针对任意的下行扰码号能够快速产生对应复数化的扰码序列。本方法每次进行扰码复数序列输出时能并行输出32个复数扰码序列，同时将产生复数化后的I/Q扰码数据按比特存储，即每两比特表示一个扰码复数序列。下行扰码序列按比特方式输出存储目的是一方面为了压缩存储空间，另一方面为了方便进行加扰操作时扩频码序列与扰码序列乘法操作替换为异或操作从而提高处理速度。
2、本发明X/Y状态寄存器值不需要在扰码产生过程中实时计算，减少循环移位计算的次数、降低移位寄存器资源占用。
3、本发明数据搬移过程中充分考虑处理器流水线特征，提高处理效率，另外一次扰码输出时可同时输出32路复数扰码序列，快速提高扰码输出效率。
附图说明
图1为本发明所述的一种WCDMA系统下行扰码序列的产生系统的结构示意图。
图2为本发明所述的扰码产生装置的电路图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
一种WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，包含以下顺序的步骤：
S1.根据协议3GPP TS 25.213规定的扰码产生装置如图2所示，利用该装置及协议规定的X/Y序列初始值，可分别产生X/Y 18阶移位寄存器状态值，状态值分别按比特存储且存放在慢速内存。产生每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值位于快速内存，根据扰码号(范围0～8191)和每时隙复数扰码序列长度偏移查找计算扰码序列实部和虚部所需要状态数据的起始位置；
S2.根据步骤1中获取产生每时隙复数扰码序列实部和虚部所需的X/Y状态序列存储的位置，利用搬移装置搬移产生当前时隙复数扰码序列实部和虚部所需的X/Y状态数据。当前时隙正在产生扰码时，通过查询装置获取下一时隙X/Y状态存储起始位置并将X/Y状态数据搬移到快速内存，用于产生下一时隙复数扰码序列；
S3.由步骤2操作中得到计算时隙复数扰码序列实部、虚部所需X/Y状态值，每一次扰码输出操作需要取两组32比特X/Y状态值，根据扰码计算公式可分别计算出32个扰码序列的实部和虚部，再将32比特虚部和32比特实部交叉存储，形成2个32比特复数扰码输出。
如图1，一种WCDMA系统下行扰码序列的产生系统，包括
18阶X/Y移位寄存器状态查询装置，通过扰码号偏移及数据长度来查询产生对应扰码序列所需的X/Y序列状态存储的起始位置；
状态数据搬移装置，通过分段取部分数据到快速内存进行运算，按时隙数据长度搬移产生当前时隙所需要的X/Y状态数据；
以及产生和并行输出32路复数化扰码序列装置，将每时隙产生的32路I/Q扰码序列，用2比特表示一个IQ数据，其中最低比特表示I路，最高比特表示Q路，依次以32比特为单位从最低比特到最高比特位放置。
实施例二
本发明提供一种用于WCDMA系统下行扰码产生的方法，能够快速产生任意下行扰码号所对应的复数扰码序列。
(1)首先预存储18阶X/Y寄存器状态值，X/Y状态值目前是根据如图2所示的扰码发生电路产生，结合X/Y状态寄存器初始相位X(0)＝1,X(1)＝X(2)＝…X(16)＝X(17)＝0，Y(0)＝Y(1)＝…＝Y(16)＝Y(17)＝1，按先后顺序依次存储X\Y状态寄存器的值，总共有218个状态。按比特存储约为8192Word，X/Y序列总共占用存储空间为16384Word，考虑占用空间比较多，故将X/Y状态寄存器表放置在外部慢速内存。根据下行扰码号及时隙扰码长度计算X/Y状态值偏移，利用位置偏移值在X/Y状态寄存器表中查找所需X/Y状态值存储的起始位置；
图2中，该扰码产生装置图主要由基于生成多项式1+X7+X18生成的18阶循环移位XGold序列和基于生成多项式1+X5+X7+X10+X18生成的18阶循环移位Y Gold序列组成。X/Y序列相对输出位置有WCDMA下行扰码号来决定，通过对应扰码号获取对应位置X/Y序列状态值，从而可以得到对应位置复数扰码系列I路输出，Q路输出跟I路输出存在131072个状态延迟。
(2)通过上述1获得X/Y状态值存储的起始位置，分别取80个Word X/Y状态值到快速内存进行复扰码序列单个时隙实部计算，从获得X/Y状态值起始位置处偏移4096个Word，再分别取80Word X/Y状态数据值计算单个时隙复扰码序列的虚部，同时记录需要搬移下一个时隙的X/Y状态数据的位置，当上一个时隙正在进行扰码并行输出时，立即将下一时隙所需要的X/Y状态值搬移到快速内存，便于下一时隙复扰码序列产生和输出；
(3)根据下行扰码表示公式(1)和公式(2)所示:
Sdl,n(i)＝Zn(i)+jZn((i+131072)mod(218-1)),i＝0,1,…,38399 (1)
Zn(i)＝(X((i+n)mod(218-1))+Y(i))mod2,i＝0,…,218-2 (2)
要产生复数扰码首先要计算实部Zn(i)和虚部Zn(i+131072)，而本方法扰码的实部和虚部是同时计算的，每个扰码序列的虚部相对实部是偏移131072比特即4096个Word，每次扰码输出时取2组32比特X/Y状态值，一组X/Y按32位进行模2加法运算得到实部，另一组按32位模2加法运算得到虚部。再将32路I和32路Q，按照每2比特QI的方式放置存储，最终每次输出2个32位复数扰码序列，可参见如图1所示最后输出存储结果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，包含以下顺序的步骤：
S1.通过扰码号偏移及数据长度来查询产生对应扰码序列所需的X/Y序列状态存储的起始位置；
S2.通过分段取部分数据到快速内存进行运算，按时隙数据长度搬移产生当前时隙所需要的X/Y状态数据；
S3.将每时隙产生的32路I/Q扰码序列，用2比特表示一个IQ数据，其中最低比特表示I路，最高比特表示Q路，依次以32比特为单位从最低比特到最高比特位放置并输出；
具体为：
(1)首先预存储18阶X/Y寄存器状态值，X/Y状态值由扰码发生电路产生，结合X/Y状态寄存器初始相位
X(0)＝1,X(1)＝X(2)＝…X(16)＝X(17)＝0，
Y(0)＝Y(1)＝…＝Y(16)＝Y(17)＝1，
按先后顺序依次存储X\Y状态寄存器的值，总共有218个状态；按比特存储约为8192Word，X/Y序列总共占用存储空间为16384Word，故将X/Y状态寄存器表放置在外部慢速内存；
根据下行扰码号及时隙扰码长度计算X/Y状态值偏移，利用位置偏移值在X/Y状态寄存器表中查找所需X/Y状态值存储的起始位置；
(2)通过上述步骤(1)获得X/Y状态值存储的起始位置，分别取80个Word X/Y状态值到快速内存进行复扰码序列单个时隙实部计算，从获得X/Y状态值起始位置处偏移4096个Word，再分别取80Word X/Y状态数据值计算单个时隙复扰码序列的虚部，同时记录需要搬移下一个时隙的X/Y状态数据的位置，当上一个时隙正在进行扰码并行输出时，立即将下一时隙所需要的X/Y状态值搬移到快速内存，便于下一时隙复扰码序列产生和输出；
(3)根据下行扰码表示公式(1)和公式(2)所示:
Sdl,n(i)＝Zn(i)+jZn((i+131072)mod(218-1)),i＝0,1,…,38399 (1)
Zn(i)＝(X((i+n)mod(218-1))+Y(i))mod 2,i＝0,…,218-2 (2)
要产生复数扰码首先要计算实部Zn(i)和虚部Zn(i+131072)，同时计算扰码的实部和虚部，每个扰码序列的虚部相对实部是偏移131072比特即4096个Word，每次扰码输出时取2组32比特X/Y状态值，一组X/Y按32位进行模2加法运算得到实部，另一组按32位模2加法运算得到虚部；再将32路I和32路Q，按照每2比特QI的方式放置存储，最终每次输出2个32位复数扰码序列，即得到输出存储结果。
2.根据权利要求1所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的步骤S1具体为：扰码产生装置利用X/Y序列初始值产生X/Y 18阶移位寄存器状态值、每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值，并将状态值分别按比特存储，根据扰码号和每时隙复数扰码序列长度偏移查找计算扰码序列实部和虚部所需要状态数据的起始位置。
3.根据权利要求2所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的X/Y序列初始值是根据协议3GPP TS 25.213规定的。
4.根据权利要求2所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的X/Y18阶移位寄存器状态值存储与慢速内存，所述的每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值存储于快速内存。
5.根据权利要求2所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的扰码号的范围为0～8191。
6.根据权利要求1所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的步骤S2具体为：当前时隙正在产生扰码时，获取下一时隙X/Y状态存储起始位置并将X/Y状态数据搬移到快速内存，用于产生下一时隙复数扰码序列。
7.根据权利要求6所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的下一时隙X/Y状态存储起始位置通过18阶X/Y移位寄存器状态查询装置获取。
8.根据权利要求1所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为：每一次扰码输出操作需要取两组32比特X/Y状态值，根据扰码计算公式可分别计算出32个扰码序列的实部和虚部，再将32比特虚部和32比特实部交叉存储，形成2个32比特复数扰码输出。
9.用于实现权利要求1至8任一权利要求所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生方法的一种WCDMA系统下行扰码序列的产生系统，其特征在于，包括
18阶X/Y移位寄存器状态查询装置，通过扰码号偏移及数据长度来查询产生对应扰码序列所需的X/Y序列状态存储的起始位置；
状态数据搬移装置，通过分段取部分数据到快速内存进行运算，按时隙数据长度搬移产生当前时隙所需要的X/Y状态数据；
以及产生和并行输出32路复数化扰码序列装置，将每时隙产生的32路I/Q扰码序列，用2比特表示一个IQ数据，其中最低比特表示I路，最高比特表示Q路，依次以32比特为单位从最低比特到最高比特位放置。
10.根据权利要求9所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生系统，其特征在于，所述的WCDMA系统下行扰码序列的产生系统，还包括扰码产生装置，利用X/Y序列初始值产生X/Y18阶移位寄存器状态值、每时隙复数扰码序列运算所需要的X/Y状态值。
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