CN1210648C - 快速换档伪随机噪声序列生成器及其执行方法 - Google Patents

Abstract

由DSP或微处理器结合一保存一基准偏置计数的自由运行的计数器来控制一个或多个可加载PN生成器。PN生成器通常会成为指元件或搜索器中的部分。每一PN生成器包括一可加载线性反馈移位寄存器(LFSR)或其等同物，一保存那个特定PN生成器状态指数的可加载计数器，以及能够接收一换档命令并控制LFSR和指数计数器来实施某种偏置距离的超前或滞后的换档控制设备。靠DSP控制实现速度的提高。LFSR状态以及相对应指数个数的数据表存储于存储器中。这些LFSR状态会将全部可能个数的可行状态细分。使绕PN循环存储的状态均匀间隔较为有利。由DSP分2步骤处理来支持快速换档。先对PN生成器加载使其“转移”至采用该数据表的最靠近状态，接着采用该PN生成器的换档控制来使该路的余下部分换档。

Description

快速换档伪随机噪声序列生成器 及其执行方法

技术领域

本发明涉及通信，具体来说，涉及一种生成的伪随机噪声(PN)序列所具有的性能迅速从一个偏置换档至另一偏置的新颖、改进方法和装置。

背景技术

伪随机噪声(PN)序列较普遍地用于诸如在空中接口方面IS-95标准及其衍生标准诸如电信业协会(TIA)所发布的IS-95-A和ANSI J-STD-008这种衍生标准(此后总称为IS-95标准)中所说明的直接序列扩频通信系统，并且主要用于蜂窝区电信系统。IS-95标准结合码分多址(CDMA)信号调制技术在同一RF带宽上同时进行多重通信。当与包容的功率控制结合在一起时，在同一带宽上进行多重通信，与其他情形下其他无线电信技术相比通过提高频率的重复利用率，来提高无线通信系统中可进行的通话等通信的总数。均转让给本发明受让人、并在此通过引用作为参照的发明名称为“SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE ORTERRESTRIAL REPEATERS(应用卫星和地面转发器的扩频通信系统)”的美国专利U.S.Pat.No.4,901,307和发明名称为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATION SIGNALWAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM(CDMA蜂窝区电话系统中信号波形的生成系统和方法)”的美国专利U.S.Pat.No.5,103,459中揭示了多址通信系统中对CDMA技术的应用。

图1对按照IS-95标准应用所配置的蜂窝区电话系统提供一高度简化的图示。工作期间，一组用户单元10A-D通过与采用经CDMA调制的RF信号的一个或多个基站12A-D建立一个或多个RF接口来进行无线通信。基站12和用户单元10之间的每个RF接口包括从基站12发送的正向链路信号和从用户单元发送的反向链路信号。采用这些RF接口，通常靠移动电话交换局(MTSO)14和公用交换电话网(PSTN)16与另一用户进行通信。基站12、MTSO 14和PSTN 16之间的链路通常靠有线连接形成，但也知道对另外的RF或微波链路的应用。

每一用户单元10通过采用一瑞克(RAKE)接收器与一个或多个基站12通信。转让给本发明受让人、并在此通过引用作为参照的发明名称为“DIVERSITY RECEIVERIN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM(CDMA蜂窝区电话系统中的分集接收器)”的美国专利U.S.Pat.No.5,109,390中说明了瑞克接收器。典型的瑞克接收器由对相邻基站的直达以及多径导频进行定位的一个或多个搜索器，和接收并组合来自上述基站的信息信号的两个或多个指元件。转让给本发明受让人、并在此通过引用作为参照的1994年9月30日提交的发明名称为“MULTIPATH SEARCH PROCESSOR FORSPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEMS(扩频多址通信系统的多径搜索处理器)”的共同待审美国专利申请08/316,177中说明了诸多搜索器。搜索器和指元件必须能生成合适的PN序列来匹配基站所生成的PN序列。通常通过应用线性反馈移位寄存器(或LFSR)来生成PN序列。

设计直接序列扩频通信系统的内在逻辑是接收器必须将其PN序列与基站的PN序列对齐的要求。每一基站和用户单元采用完全相同的PN序列。基站通过在其PN序列生成中插入一独特偏置来使其本身与其他基站相区别。IS-95系统中，全部基站偏置64码片的整数倍。用户单元通过将至少一个指单元分配给一基站与该基站通信。所分配的指单元必须将相应的偏置插入其PN序列，来与该基站通信。将LFSR从一个偏置移至另一偏置可理解为换档。一种换档方法是临时地加快LFSR状态变化速率。这可理解为超前，因为其使序列相对于基站序列正向移动。另一换档方法是临时地减慢LFSR状态变化速率。这可理解为滞后，因为其使序列相对于基站序列反向移动。

图2示出一典型的现有LFSR配置。该配置中各个单元会属于典型的指元件或搜索器中所需的那些单元。LFSR 210生成体现搜索或解调(未图示电路中)所需的PN序列的信号LFSR_STATE。IS-95系统需要2个LFSR：一个用于I信道，一个用于Q信道。上述LFSR中每一个与文本LFSR稍稍存在不同：通过加入一所谓的填充状态，状态数从2^15-1增加至2^15。对LFSR所生成的PN序列的实际性质靠所选择的多项式来确定，这由抽头位置的配置来实施。该换档功能基本上不受LFSR210内部工作的影响。为了便于举例说明，不论何时LFSR_EN得到选定，LFSR210便简单地在其预先规定的序列中从某一状态移至下一状态，而不论何时LFSR_EN未得到选定，便仍处于其当前状态。

由换档控制器200生成LFSR_EN。当LFSR未换档，LFSR_EN将每一码片期间有效一次，从而LFSR_STATE将按码片速率生成一新状态。当从一控制微处理器、DSP(数字信号处理器)或表明偏置需要改变的分立硬件(未图示)接收到信号SLEW_COMMAND时，换档控制器200对LFSR_EN的定时进行调整来实施偏置变化。

计数器220还由LFSR_EN控制。它用于通过产生标注LFSR_COUNT的指数来跟踪LFSR处于何种状态。全部部件靠使LFSR_COUNT和LFSR_STATE与预定位置对齐的共同复位信号复位。由于LFSR_EN控制计数器220和LFSR 210两者，是一起超前还是一点都不超前、LFSR_COUNT均可用于判断LFSR_STATE是否处于PN序列中。

图3示出一图示超前换档的时序原理图。信号“芯片时钟”表示码片速率。信号BS1和BS2表示两个不同基站的PN序列。每一序列均通过标注S0、S1、…的相同状态序列前进，但如上面所述，基站彼此根据它们相应的PN序列间的偏置而相区别。该例中所示的偏置仅仅是2个码片。如上所述，IS-95基站总是偏置64码片的整数倍。所选择的偏置对换档功能没有实质性影响。信号LFSR表示会存在于用户单元中的指元件或搜索器内的LFSR其状态。最初示出将要与BS1对齐。当与BS1通信(或搜索BS1)时，LFSR_EN每一码片期间就会选定一次，LFSR将仍然与BS1对齐。下面的说明将解释LFSR如何可换档成与BS2对齐。根据LFSR、BS1和BS2的相对位置，将靠前进2个码片完成这种换档。第一超前标注ADVANCE1。当LFSR处于S2中时使另一LFSR_EN得以选定。这在BS1仍处于S2中时使得LFSR超前至S3。所期望的LFSR_EN接着同时来到，并使LFSR前进至S4。注意BS2位于S5中，而BS1位于S3中，从而该LFSR(进而其指元件或搜索器)不与任一基站对齐，进而不与之通信。在LFSR处于S4中时发生另一LFSR_EN选定时发生标注ADVANCE2的第二超前。这使得LFSR超前至S5，其目前与BS2对齐。下面的LFSR_EN选定按码片速率发生，从而LFSR仍与BS2对齐。

图4示出一图示滞后换档的时序原理图。信号均表示相同信号，并表明上面所说明的为超前状态。这里差异在于，LFSR将从BS2对齐换档至BS1对齐。这将要求2个码片的滞后。代之于加快LFSR变化速率(用于一超前)的额外LFSR_EN选定，将省略某些LFSR_EN选定。这种省略(会发生这种选定场合时用破折线示出该选定)标注RETARD1和RETARD2，使得LFSR在BS2继续通过S4至S5时仍处于S3中。同时，BS1从S1进行至S3。当LFSR_EN再次按有规则的码片速率开始选定时，LFSR将与BS1对齐。

指元件中LFSR在正常通信期间必须在几种情形下换档。一种情形发生在执行指元件分配时：每一指元件必须分配给搜索器对导频进行定位的位置。当分配给多径信号的指元件重新分配给多径信号附近的较强信号时可以执行较短的换档。但更为一般地来说，LFSR将必须在较大偏置上换档。指元件可从某一基站重新分配给位于距第一个有较大偏置的相邻基站。用户从省电休眠模式唤醒后，指元件通常将需要重新定位。在大多数场合，使对指元件换档所需时间最少将较为有利，这是因为对指元件换档期间对通信是无益的。上面给出的例子表示每一码片周期超前或滞后一个码片的换档能力。利用IS-95作为一例，换档所需的最大时间是PN循环的一半，或为13.33ms。其换档速度提高的指元件和搜索器由于包括上面给出的在内的种种原因而会较为有利。

本发明第一方面的快速换档伪随机噪声序列生成器，其特征在于，包括：

一数字信号处理器；

一用于生成伪随机噪声状态并从所述数字信号处理器接收加载值的可加载线性反馈移位寄存器；

一用于提供所述线性反馈移位寄存器状态指数并从所述数字信号处理器接收加载值的可加载指数计数器；

一用于响应所述数字信号处理器输出的命令来调整所述可加载线性反馈移位寄存器以及相对应的所述可加载指数计数器中状态变化速率的可控制换档控制器；

一用于向所述数字信号处理器提供一基准状态的基准计数器；以及

一用于存储一伪随机噪声状态子集及其可由所述数字信号处理器检索的相对应指数值的状态表，

其中，按下列步骤由所述数字信号处理器对一所需偏置执行快速换档：

a)根据所述基准状态和所述所需偏置，从所述状态表当中确定各加载值用于同时加载进入所述可加载线性反馈移位寄存器和所述可加载指数计数器中；

b)同时加载所述各加载值；

c)根据所生成的偏置和所需偏置确定一余下的换档值；以及

d)对所述可控制换档控制器给出命令以通过执行基于所述余下的换档值的换档来生成所述所需偏置。

本发明第二方面的快速换档伪随机噪声生成的执行方法，其特征在于，包括下列步骤：

a)对一所需偏置进行确定；

b)读出一基准状态；

c)通过在所述基准状态上加上所述所需偏置来运算一估计的绝对状态位置；

d)找出状态表中包含的最近的指数值；

e)从所述状态表当中检索与所述最近指数值相对应的线性反馈移位寄存器状态；

f)同时将所述最近的指数值加载进入一指数计数器和将所述线性反馈移位寄存器状态加载进入一线性反馈移位寄存器；

g)同时读出一更新的基准状态和所述指数计数器的当前指数；

h)通过累加所述加上的经过更新的基准状态和所述所需偏置之间的差并从该累加值减去所述当前指数，运算一余下的换档值；以及

i)给一换档控制以执行所述余下的换档。

发明内容

所说明的是一种快速换档的伪随机噪声序列生成器的新颖、改进的方法和装置。由DSP或微处理器结合一保存一基准偏置计数的自由运行的计数器来控制一个或多个可加载PN生成器。PN生成器通常会成为指元件或搜索器中的部分。DSP或微处理器可对其他指元件或搜索器功能以及换档功能加以辅助，并可控制一个或多个指元件和/或搜索器。每一PN生成器包括一可加载线性反馈移位寄存器(LFSR)或其等同物，一保存那个特定PN生成器状态指数的可加载计数器，以及能够接收一换档命令并控制LFSR和指数计数器来实施某种偏置距离的超前或滞后的换档控制设备。

靠DSP控制实现速度的提高。LFSR状态以及相对应指数个数的数据表存储于存储器中。这些LFSR状态会将全部可能个数的可行状态细分。使绕PN循环存储的状态均匀间隔较为有利。由DSP分2步骤处理来支持快速换档。先对PN生成器加载使其“转移”至采用该数据表的最靠近状态，接着采用该PN生成器的换档控制来使该路的余下部分换档。

当一指元件要换档至一特定偏置时，便运算通过将该偏置加到自由运行基准计数器中当前数值上所确定的位置。从数据表当中检索最接近的位置和相对应的LFSR状态。同时，将指数加载进特定的指元件的计数器，而将LFSR状态加载进特定的指元件的LFSR。一旦LFSR和计数器得到加载，它们便有效地“转移”到距离从数据表当中检索到的那个很接近的位置，由于执行上述步骤需要处理时间而存在某些不精确。DSP接着同时读出PN生成器的计数器数值和自由运行的基准计数器数值来确定新的当前偏置。从所需的偏置当中减去当前偏置。差值确定所需的余下的偏置调整。靠发送给PN生成器换档控制的换档命令来执行余下的调整，以造成一超前或滞后，使PN生成器达到所需的实际偏置。

速度的提高与DSP中存储的PN状态数目成正比。换档至任何位置的时间(注意未用到PN生成器的在先状态)，由PN状态总数除以DSP中存储的状态数再乘以换档控制的换档速率(若所存储状态的位置等间距)所确定。

该方法与现有技术不同，指元件会直接靠给换档控制的换档命令从其当前偏置直接换档至所需的新偏置。由于典型的换档速率就超前和滞后来说均处于对每一码片有一个码片的量级，换档至PN循环远端位置会花相当长时间。平均来说，换档会处于PN循环一半位置。由于典型的换档可在任一方向即超前或滞后方向上进行，因而平均的换档是_PN循环，因而相对应的平均换档时间会是这种状态数目除换档速率。

示范性实施例中，有2^15个可能的状态。DSP存储绕PN循环等间隔(间隔2048码片)的16个PN状态以及相应的指数值。示范性PN生成器可在超前时按每一码片时间7个码片的速率换档，或在滞后时按每一码片时间1个码片的速率换档。最大换档时间于是为256码片时间加上DSP引起转移所花的时间。以任意2048码片为跨度的任何位置可通过转移至到达最为接近的存储位置前256个码片之内并按每一码片7个码片的速率超前，或通过转移至其后面最为接近的存储位置并按每一码片1个码片的速率滞后。这与平均2^13码片时间的现有技术方法不同。通过按倍数2提高状态存储量，最大换档跨度减小为1024，最大换档时间也按倍数2缩短(忽略小数量的DSP处理时间)。

该技术可用于较广种类的PN序列。DSP的存储空间可按需要换取提高的换档速度。示范性LFSR、计数器以及换档控制均与本发明一起起到较好的作用，但该技术不限于这种配置。与一换档控制设备相耦合的任何可加载序列生成器可按照本发明配置。

附图说明

本发明的特征、目的以及优点将从下面结合附图给出的详细说明当中变得更为清楚，其中相同标号在整个说明中作相应标识，其中：

图1是蜂窝区电话系统的框图；

图2是现有技术PN生成器的框图；

图3是示意一典型的PN生成器超前的时序图；

图4是示意一典型的PN生成器滞后的时序图；

图5是本发明示范性实施例配置的框图；

图6是示意一更为快速的PN生成器超前的时序图；

图7是详细示出执行本发明步骤的流程图。

具体实施方式

图5示出本发明配置的框图。LFSR520、计数器530以及换档控制540代表了与本发明有关的功能，它们将在对指元件、搜索器或组合指元件/搜索器中PN的生成中出现。就本发明的全面说明而言，不需要说明整个指元件或搜索器。下面讨论中，仅对指元件进行参照，但对本领域技术人员来说，很清楚PN生成和换档技术可适用于指元件和搜索器两者。示范性实施例中，上述单元与DSP500连接。为了便于说明和不失普遍性，仅示出单个指元件的单元，但实际上会有若干个指元件与DSP500连接。示范性实施例中将会有4个指元件。示范性实施例中，DSP500与指元件和搜索器结合用来执行除了换档以外的部分那些任务。这并非是一种要求，但当DSP已经与指元件耦合时本发明可实践具有较低的额外成本这种另外的好处。DSP500还与计数器510连接。该计数器并非专门涉及任何单个的指元件，而是与所有这些结合在一起使用的。不论用多少指元件，只需要一个这种计数器。

利用本发明的解调器一旦初始化，便用复位信号使LFSR520的输出LFSR_STATE与计数器530中所包含的相应指数值LFSR_COUNT对齐。由于不同基站如上所述在CDMA系统中通信的全部设备所共享的公共PN序列当中通过独特的偏置来隔离，所以LFSR_STATE和LFSR_COUNT之间存在一公共的一对一匹配是很重要的。相同的复位信号将使计数器510复位，其输出FREE_COUNT将用作一公共基准。该复位还用于其他初始化用途。举例来说，方便地使换档控制540复位。

计数器510将起到时间基准的作用。其输出FREE_COUNT按每一码片周期一个状态的速率对PN序列中的状态数目(示范性实施例中为2^15)数一遍。注意，没有与此计数器相连的启动信号，它是自由运行的。并不要求FREE_COUNT与该系统中任何特定PN序列计数器实际对齐。FREE_COUNT按每一码片一次的速率更新进而与作为一整体的系统相关保持一常数偏置即足够了。一旦与基站建立了通信，该基站便可通知用户单元基站在其PN序列生成当中正用哪一特定偏置。根据此信息可运算出FREE_COUNT和实际系统PN相之间的差值，并成为因数进入任何未来的偏置运算当中。FREE_COUNT与DSP500连接用于这种运算。

LFSR520根据可生成用于解调(未图示)的哪一PN序列来生成一输出LFSR_STATE。示范性实施例中，将采用两个LFSR：一个用于I信道，一个用于Q信道。这并不是使本发明实用的要求。LFSR将在LFSR_EN有效的每一时钟周期期间每次在PN序列中超前一个状态。相应地，由于其作为LFSR_STATE的指数，LFSR_COUNT将更新以反映当前的LFSR_STATE。LFSR_EN由换档控制540生成。稳定状态中LFSR_EN如上所述将每一码片选定一次。可按更高的速率选定LFSR_EN来完成一超前换档，或可保留以完成一滞后换档。换档控制540根据DSP500给它的信号SLEW_COMMAND生成LFSR_EN。SLEW_COMMAND将向换档控制表明是超前还是滞后以及多少码片。图5中，LFSR_COUNT示出与换档控制540连接。换档控制设备的某些实施方案中，采用的是LFSR的当前指数。这并不是要求。本发明的性能并非随换档控制的任一特定实施方案而定。仅要求DSP500可向换档控制540发出一SLEW_COMMAND，而相应的偏置将因此而引入LFSR_STATE以及附带的指数LFSR_COUNT。

图6示出比上面讨论现有技术时所说明的还迅速的超前换档的时序图。与对图3和图4的讨论相类似，BS1和BS3也表示处于与其PN序列指数由LFSR给出的用户单元通信当中的两个不同基站所用的PN序列指数。注意BS3相对于BS1偏置5个码片。控制LFSR的时钟速率是6倍的码片速率。(该例用于说明，示范性实施例采用8倍码片速率的时钟，并按IS-95所规定的那样，全部基站隔开64码片的倍数。)最初，LFSR与BS1对齐。如图所示选定LFSR_EN时每一码片其在序列中超前一次。对于这种配置，每一码片可完成5个码片的最大超前，并由标注“超前5个码片”的LFSR_EN部分示出。这里，对整个码片周期选定LFSR_EN。LFSR状态每一时钟周期递增一次。不换档时，LFSR应每一码片周期更新一次，这里其更新6次。因此，LFSR超前了5个偏置，并且当前与BS3对齐。总之，按码片速率乘以某个整数N计时的LFSR可按每一码片周期N-1个码片的速率超前。示范性实施例中，可能为每一码片周期7个码片的超前。如上面对图4的讨论所述，还按每一码片周期一个码片的速率完成滞后。这些数目对示范性实施例是说明性的。虽然对PN循环中任意位置的最大换档时间将基于这些数目，但若较慢或较快换档是由换档控制540响应DSP500的SLEW_COMMAND完成的话，本发明的特点便不会受到削弱。

LFSR520在选定一负载信号LFSR_LD时还与DSP500连接用于加载一数值LFSR_STATE’。同样，LFSR_LD与计数器530连接以加载一数值LFSR_COUNT’到计数器530中。注意为LFSR_STATE计数值的计数器530的输出LFSR_COUNT还与DSP500连接。LFSR_STATE是DSP500不需要的，这是因为其位置信息包含在LFSR_COUNT中，并采取了步骤来确保LFSR_STATE和LFSR_COUNT仍正确对齐。上面所述的现有技术计数器和诸多LFSR则不需要这种加载能力。使它们对齐的简单复位即足够了，靠一类似于换档控制540、可调整它们相对于任何任意位置的偏置的换档控制模块来完成换档。但如上所述，要换档至PN循环中任何任意位置会花费相当数量的时间。

如图5所示的DSP500、LFSR520、计数器530以及换档控制540的配置，不排除采用如上所述每一码片换档的老式码片。但可利用LFSR520和计数器530的加载特性，并结合计数器510和DSP500中执行的某些附加步骤来实现换档时间方面的巨大改进。在上面的发明概要部分概括了快速换档的总体过程。图7示出完成快速换档的各个步骤的流程图。下面的讨论中详细说明这些步骤。

该过程在框700中以一复位使LFSR_STATE与LFSR_COUNT对齐、并将FREE_COUNT设定为其初始值来开始。一旦初始化FREE_COUNT和LFSR_COUNT是否对齐并不重要。记住示范性实施例中将有多项指元件，并可用任意种类的可提供指元件执行下列步骤。为便于说明，对属于换档目标的指元件全部参照下列步骤。

框710中，作出一判定将该指元件换档至标注为“OFFSET”的偏置。此偏置参照FREE_COUNT所确定的本机偏置来运算。存在种种原因使指元件换档。可以是用户单元正试图获取，也就是说当前尚未处于与基站通话当中的情形。对PN循环全部或部分执行的搜索返回了有可能对基站定位的某些候选偏置。在这种情况下，该偏置可根据搜索器中指数计数器的数值和FREE_COUNT运算。该差值将确定OFFSET。或许有一移动用户单元与就相邻基站给出偏置位置的基站处于通信当中。在此情况下，该基站会给出相对于整个系统的偏置，如上所述它可以与或可以不与FREE_COUNT对齐。该正确偏置可通过比较基站的系统偏置并将其与同该基站通信的指元件的FREE_COUNT和LFSR_COUNT之间的差值相比较运算得到。为便于这种讨论，相对于如FREE_COUNT所含的用户单元时间基准来运算OFFSET。

进行到框720，并读出FREE_COUNT数值。FREE_COUNT是计数器510的输出，其所保持的基准指数循环经过PN状态总数(示范性实施例中为2^15)一遍。由于该计数器每一码片周期更新一次，且码片周期已知，该计数器输出还可用作一时间基准。DSP500需要对当前位置进行快速记录。如何将FREE_COUNT数据传送给DSP500的实施细节将随所用的DSP何种类型以及其用于通信的总线宽度而有所不同。在必须执行多重读取将FREE_COUNT全部各位传送到DSP中的场合，本领域技术人员将知道有种种方法在没有破坏数据的FREE_COUNT同步变化的情况下来实现该任务。一种方法是获取直到读出完成才被更新的寄存器其中的数值。这允许FREE_COUNT如本发明所需要的那样继续无阻碍。快速记录可能稍微早于其到达DSP500的时间这一实际情况并不重要。

进行到框730，DSP500运算该估计的预期位置Z，若加载到计数器530中会使其处于相对于FREE_COUNT具有一标注“OFFSET”的偏置的位置：Z＝FREE_COUNT+OFFSET。

接着框740中，DSP500运算最为接近的转移位置Z’。该转移位置必须从DSP存储器中存储的数值表当中选择。该数值表将包含加载进计数器530中的指数数值以及加载进LFSR520中的相应LFSR状态。当加载这些数值时，LFSR将有效地“转移”至该状态。转移的确是一瞬间的换档，但与换档控制540所进行的换档在类型上有所不同，故而这里用不同的术语。

总之，选择转移位置对最短的优化最大换档时间，其对应于选择绕PN循环等间隔的位置。可对转移位置进行其他选择，接着最大换档时间将是PN循环上两个所存储的转移位置间最大距离的函数。对系统中实际基站偏置的某些分布来说，这种间隔类型在加大最大换档时间的同时还可以减小平均换档时间。无数种间隔图案是可预见的，而且落在本发明保护范围内。

另一考虑是在存储器存储量要求和换档速度之间进行权衡。如下面步骤中很清楚，若愿意将所有状态存储在存储器中，换档至任何位置实际上可能是一瞬间。仅存储2个状态将按倍数2削去峰值换档时间。存储4个状态将按倍数4削去峰值换档时间，依此类推。示范性实施例中，如前面所提及的那样，有16个状态存储在数值表中，在2^15码片的PN循环上按2048码片等间距分布。

要确定最为接近的优化转移位置需要知道换档控制540的超前换档速率和滞后换档速率。举例来说，若每一码片时间单个码片是超前换档和滞后换档两者的速率，便可通过取整至最为接近的转移位置来简便运算Z’。接下来，Z＜Z’便可发出一滞后换档命令，而Z＞Z’便可发出一超前换档命令。(下面相对于框790说明换档命令步骤)。一替代实施例中，若超前速率大于滞后速率，简单的取整将不是最优的。利用示范性实施例，LFSR可在其会用于滞后换档256码片所花费的时间量中超前换档1792码片。所以，应找出这样的Z’满足Z-1792＜Z’＜Z+256。这种情况下，以2048为跨度的任何位置可通过从转移位置起按每一码片周期7个码片超前来到达，或通过从下一较高转移位置起按每一码片周期1个码片滞后来到达。图7示出另一替代实施例，虽不是最优的，但更加便于运算。较方便地找出小于Z的最为接近的转移位置，并从这里超前至Z，因为超前是换档的最快速方法。这种情况下Z’＝Z-Z mod N，其中N是除以转移位置(假定是等间距的)数目的码片总数。示范性实施例中N＝2^15/16＝2048。本领域技术人员将会知道，DSP500中可方便地执行任何这些转移位置过程；框740中示出的等式仅是示范性的。

框750中，DSP500从数值表当中检索LFSR状态S’，其对应于转移位置Z’所确定的指数值：S’＝State(Z’)；其中State(状态)表示按转移位置为索引的包含LFSR状态在内的状态表。

进行到框760，DSP500在LFSR_STATE’上给出S’，LFSR_COUNT’上给出Z’，并通过选定信号LFSR_LD同时将它们加载进入LFSR520和计数器530。与涉及在一条位宽度小于FREE_COUNT的总线上读出FREE_COUNT的事项所类似地发出的是写入LFSR_STATE’和LFSR_COUNT’信号。本领域内已知有种种的方法来解决。各个部分被存储排加载的同时禁止计数器和LFSR是一替代方法。存储排加载一寄存器后接着允许加载进入计数器530和LFSR 520中是另一替代方法。实施细节并非至关重要——所要求的是一旦加载操作完成LFSR_STATE和LFSR_COUNT必须正确对齐。记住LFSR_COUNT只是一指数，其用序号对LFSR_STATE循环通过的状态进行标识。LFSR_COUNT作为一指向LFSR_STATE的正确指针是强制的。这种要求可方便地由本领域技术人员满足。

现在进行到框770。同时将LFSR_COUNT和FREE_COUNT读出至DSP500中。DSP500将用这些数值来确定接在该完成的转移之后的当前偏置。两个计数器输出值同时读出很重要。完成这种读出的典型方法是使数值在1个时钟周期内加载进寄存器，接着DSP500可执行所需的那么多次读出操作在整个数值内加载。

框780中DSP500运算余下的换档值：换档值＝FREE_COUNT+OFFSET-LFSR_COUNT。余下的换档值在名义上会是绝对位置Z减去最为接近的转移位置Z’。这是转移期间未完成的换档量。另外，DSP500在执行上面所述步骤过程中花费有某些时间。该时间期间FREE_COUNT超前了Z最初运算中所不包括的某些量。上面对框740的说明讨论了基于各种转移位置选择过程余下的换档量。那些运算得到的余下的换档值对规划设计用途很有用，但执行本发明各个步骤则不需要它们。用LFSR_COUNT和FREE_COUNT之间偏置的新读出值所运算的换档值，包含了完成换档至标注为“OFFSET”的希望偏置所需的全部信息。

用于使换档时间最小的另一小优化会是DSP处理该转移的同时运算FREE_COUNT超前的平均码片数目，并将该数目加到Z运算中。在大多数换档期间这将不具有任何效果，这是因为余下的换档是换档控制540所执行的，但偶尔附加的数值将导致要选择一更为优化的转移位置，因而将减小最大换档时间。

最后进行到框790。这里，DSP500在SLEW_COMMAND上向换档控制540发出一命令以按换档值slew_value中所含的量使LFSR520和计数器530换档。SLEW_COMMAND将指定是超前还是滞后以及超前或滞后多少码片。换档控制540完成按SLEW_COMMAND初始化的任务后，通过LFSR_STATE生成的PN序列将包含框710中所确定的实际偏置。

这样便说明了快速换档伪随机噪声序列生成器的方法和装置。所提供的说明书能够使本领域任何技术人员制造或利用本发明。对于这些实施例的种种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，在不用创造能力的情况下可使这里限定的总体原理可适用于其他实施例。这样，本发明并非用于限定为这里给出的实施例，而是给予与这里所揭示的原理和新颖特征相符的最大保护范围。

Claims (2)

1.一种快速换档伪随机噪声序列生成器，其特征在于，包括：

一数字信号处理器；

一用于生成伪随机噪声状态并从所述数字信号处理器接收加载值的可加载线性反馈移位寄存器；

一用于提供所述线性反馈移位寄存器状态指数并从所述数字信号处理器接收加载值的可加载指数计数器；

一用于响应所述数字信号处理器输出的命令来调整所述可加载线性反馈移位寄存器以及相对应的所述可加载指数计数器中状态变化速率的可控制换档控制器；

一用于向所述数字信号处理器提供一基准状态的基准计数器；以及

一用于存储一伪随机噪声状态子集及其可由所述数字信号处理器检索的相对应指数值的状态表，

其中，按下列步骤由所述数字信号处理器对一所需偏置执行快速换档：

a)根据所述基准状态和所述所需偏置，从所述状态表当中确定各加载值用于同时加载进入所述可加载线性反馈移位寄存器和所述可加载指数计数器中；

b)同时加载所述各加载值；

c)根据所生成的偏置和所需偏置确定一余下的换档值；以及

d)对所述可控制换档控制器给出命令以通过执行基于所述余下的换档值的换档来生成所述所需偏置。

2.一种快速换档伪随机噪声生成的执行方法，其特征在于，包括下列步骤：

a)对一所需偏置进行确定；

b)读出一基准状态；

c)通过在所述基准状态上加上所述所需偏置来运算一估计的绝对状态位置；

d)找出状态表中包含的最近的指数值；

e)从所述状态表当中检索与所述最近指数值相对应的线性反馈移位寄存器状态；

f)同时将所述最近的指数值加载进入一指数计数器和将所述线性反馈移位寄存器状态加载进入一线性反馈移位寄存器；

g)同时读出一更新的基准状态和所述指数计数器的当前指数；

h)通过累加所述加上的经过更新的基准状态和所述所需偏置之间的差并从该累加值减去所述当前指数，运算一余下的换档值；以及

i)给一换档控制以执行所述余下的换档。

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