专利名称：一种用于wcdma系统的扰码发生器及其实现方法
技术领域：
本发明涉及通信系统中的扰码发生器领域，特别涉及一种用于WCDMA 系统数字基带传输中的扰码发生器及其实现方法。
背景技术：
在WCDMA (宽带码分多址)中，加扰就是用 一个伪随才几码序列对扩频 码进行相乘，对信号进行加密，即用扰码对输入的传送码流进行扰乱处理， 将二进制数字信息做"随机化，，处理，变为伪随机序列。上行链路物理信道加 扰的作用是区分用户，下行链路加扰可以区分小区和信道。所谓扰码发生器， 事实上就是用移位寄存器实现的伪随机序列发生器。当输入二进制信息码全 部为全0码时，扰码发生器实际上就是一个m序列伪随^L码发生器。m序 列是最常用的一种伪随机序列，它是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。 扰码之间必须有良好的正交性。WCDMA采用Gold码作为扩频序列的扰码， Gold由两个m序列相加而成，且容易产生、自相关性优良的优点。现有技术中给出了下列下行扰码的产生方法和装置，如图l所示，通过 两个18阶移位寄存器生成两个二进制的w序列，这两个w序列均是伪随机 序列，具有良好的自相关性与互相关性等优点，这两个m序列的38400个 码片按位模2相加构成Gold码实序列集片段，再由两个Gold码实序列复合 成扰码。扰码是每10ms的无线帧重复一次。令x和j各为两个序列，x序 列由原始多项式7 +义7生成，少序列由多项式/ +Z5+JT7+I7G+YS生成。依赖于所选的扰码序号W的序列记为Z 。此外，令X0、 jY^和^0分别 表示序列JC、 y和^的第/个符号。 w序列的x和少序列构建方法如下 初始条件x由x(0hl,x(l"x(2".,尸x(16^x(17"0构成。y(0)=y(l)=...=y(16)=y(17)=l。 后续符号的递归定义-.x(i+18)=x(i+7) + x(i)模2, i=0，.."218-20。y(i+18) = y(i+10)+y(i+7)+y(i+5)+y(i)模2, i=0,...， 218-20。 第n个Gold码序列z , ",，2，…,y"，定义为zn(i) = x((i+n)模(218-l)) + y(i)模2,i=0,.."218-2。 二进制序列转换为实序列Zn:则扰码号为n的扰码是Sdl,n(i) = Zn(i)+jZn((i+M)模(218-l)),i=0,l,.."38399。其中，j表示虚数，才莫式从相位O到相位38399重复，M=131072。该序列总共能产生218-1 = 262,143个扰码，编号为n=0...262,142。然而 并不是所有码都有用，仅使用其中的8192个扰码，扰码序号为k = 0， 1,…, 8191。这些扰码中的每一个都伴随一个左替换扰码和一个右替换扰码，替换 扰码可用于压缩帧。扰码号为k的扰码的左替换扰码的扰码号为k+8192， 右替换扰码的扰码号为k+16384。当配置的码号为n时，需要对
图1中的x序列移位n次，然后才能产生 所需的扰码，如果需要产生n号扰码在M个相位以后的码字，则需要继续在对x序列进行n次移位后的基础上对x序列和y序列同时再进行M次移位。虽然现有技术提供了 一种生成扰码的具体办法，但是在实现过程中， 经常会遇到需要在很短时间内产生需要的任意码号在M个相位以后的码字， 用这种方法来产生扰码至少要延迟n+M的时间才能产生所需的码字，这样 就很可能满足不了实现过程中实时性的要求。同时，在这n+M的时间里，该扰码发生器就会被独占，不能被用于它 途，资源的利用率不高。为了提高扰码发生速度，现有技术中还采用专门的 控制逻辑电路装置，这样使得扰码发生器的面积增加，功耗增大。由于上述 原因，现有的扰码发生方法在产生速度和资源占用和功耗上都存在缺陷。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种用于WCDMA系统 的扰码发生器及其实现方法，它能够快速产生任意码号任意相位的扰码，满 足实现中的实时性要求。本发明的另一个目的在于提供一种用于WCDMA系统的扰码发生器及 其实现方法，P争低资源占用，提高复用水平，提高扰码发生器的使用效率。本发明的再一个目的在于提供一种用于WCDMA系统的扰码发生器及 其实现方法，该扰码发生器能够灵活性使用，并且结构合理，功耗小。实现上述发明目的的技术方案是， 一种用于WCDMA系统的扰码发生 器，包括一个扰码初相计算装置，用于接收扰码码号和x序列初值输入，将 任意扰码码号快速转化为扰码初相；扰码发生电路，用于接收扰码码号的扰 码初相输入，将所述扰码初相转化成任意相位的护:码。所述扰码初相计算装置，包括一个第一移位寄存器组和一个计数器，第一移位寄存器组接受扰码初相计算启动信号和X序列初值输入，当扰码初相 计算启动时，计数器开始计数，当计数器计到扰码码号时，发出停止所述第 一移位寄存器组的移位操作的信号，则将所述扰码码号快速转化为相对应的 扰码初相。所述第一移位寄存器组由18个D触发器组成。 所述计数器为加法计数器。所述扰码发生电路，包括两个移位寄存器组和3套异或运算单元，其中 第二移位寄存器组由18个D触发器和运算电路组成，接收所述扰码初相的 x序列输入，用于产生x序列和x序列的I、 Q分量，第三移位寄存器组由 18个D触发器和运算电路组成，全l值置入y序列，用于产生y序列和y 序列的I、 Q分量。所述第二、第三移位寄存器组中的运算电路为异或电路。&々与及王吧岭用丁付尸/f迎^L々与柳，日且伏拜""G刀4尤码' 扰码，由算法推导仿真确定两个移位寄存器组的抽头系数，则在硬件电路实现上只需一套移位寄存器组及3套异或运算单元即可得到三类扰码(正常扰 码、左替换扰码及右替换扰码)。作为本发明的进一步改进，所述扰码发生器还包括配置模块，用于对所 述扰码初相计算装置配置扰码码号、x序列初值输入以及x序列的运行拍数。作为本发明的进一 步改进，所述配置^f莫块还进一 步用于为所述扰码发生 电i 各配置护W马初相。作为本发明的进一步改进，所述配置^t块还进一步用于选择所述扰码发 生电路的结构类型，即确定所述扰码产生电路中两个移位寄存器组的抽头系数，一种用于WCDMA系统的扰码发生器的实现方法，扰码发生器包括将 扰码码号快速转化为扰码初相的扰码初相计算装置和将所述扰码初相快速 转化成任意相位的扰码码号的扰码产生电路；所述扰码初相计算装置中设有 计数器和第一移位寄存器组；所述扰码产生电路中设有产生x序列的第二移 位寄存器组和产生y序列的第三移位寄存器组及异或运算单元；该方法至少 包括以下步骤步骤l、配置所述扰码初值计算器的扰码初值计算启动信号、扰码号、 x序列初值及x序列的平移次数；步骤2、根据扰码初值计算启动信号，所述第一移位寄存器组根据特征 多项式对x序列进行移位计算；所述计数器接收扰码初值计算启动信号对第 一移位寄存器组的寄存器的移位计数，当计数器计到扰码码号时，给第一移 位寄存器组发出停止信号，所述第一移位寄存器组计算结束，提供所述扰码 码号的扰码初相供配置模块读取；步骤3、所述扰码产生电路接收配置的所述扰码初相的x序列输入，快 速将扰码初相转化成为任意相位的扰码码字。所述步骤1中还包括以下步骤 步骤ll、当扰码初值计算启动信号为0时，配置模块配置扰码号n;当 扰码初值计算启动信号为1时，对所述第一移位寄存器配置X序列初值， 所述第一移位寄存器组开始计算；步骤12、当X序列初值配置为1时，对所述第一移位寄存器组配置下行 扰码号0—8191,用于计算相对应的护二码初相；当X序列初值配置为非1时，对所述第一移位寄存器组配置所述X序 列初值转化为所述扰码号n需要移位的次数，用于计算对应的扰码初相。所述步骤2中的特征多项式是指l+x7+X18。所述步骤3中还包括以下步骤步骤31、将扰码初相配置给产生x序列的第二移位寄存器组，将产生y 序列的第三移位寄存器组置入全1值，对所述扰码产生电路配置扰码使用类 型参数；步骤32、根据所述扰码使用类型参数及由算法推导仿真确定的所述扰码 产生电路中两个移位寄存器组的抽头系数，确定相应的扰码发生器的结构类 型；步骤33、所述两个移位寄存器组的对应寄存器进行运算，直接将扰码初 相快速转化成为任意相位的扰码码字。所述步骤31中的扰码类型是指正常扰码、左替换扰码及右替换扰码。所述步骤32中的确定扰码产生电路的结构类型，是指将所述第二移位 寄存器组、第三移位寄存器组和异或单元连接成正常扰码发生器或左替换扰 码发生器或右替换扰码发生器。所述步骤33中的运算是指异或运算。是指两个移位寄存器组及相对应 的异或单元分别产生x序列、y序列的I、 Q分量，分别将x序列与y序列 的I分量、x序列与y序列的Q分量进行异或。本发明将扰码初相计算电路和扰码发生电路分立设置，扰码初相计算电 路先将扰码码号转化为扰码初相，通过对扰码初相计算电路配置扰码号以及 对一个扰码号配置不同的x序列初值的方式，减少循环计算的次数，以加快 扰码初相的计算速度，降低资源占用，提高了复用水平。本发明还利用了 WC匿A系统中M固定的优势，通过扰码发生电路结构类型的选择和变化，实 现直接将扰码初相转化为任意相扰码(正常扰码或替换扰码)，不仅可以灵 活实时得产生不同扰码号对应的扰码码字，满足功能要求，且不必添加专门 的控制逻辑电路装置，降低了功耗。附困说明图l是现有技术中扰码产生器图2是本发明的装置构成3是本发明的扰码初相计算装置构成4是本发明的正常扰码发生电路的结构5是本发明的左替换扰码发生电路的结构6是本发明的右替换扰码发生电路的结构7是本发明用于WCDMA系统的扰码发生器的实现方法的主流程图具体实施方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式
。扰码发生器由两部分功能组成第一部分就是将扰码码号快速转化成扰 码初相的功能，这部分功能由扰码初值计算装置实现；第二部分就是将扰码 初相快速转化成M相位的扰码码字的功能，这部分功能由扰码产生电路实 现。这两部分功能实现使用不同的扰码发生办法。结构相同的移位寄存器组，在不同的初始状态下产生的序列之间有移位 关系。同一个扰码号，如果设置不同的x序列的初始值x(O)、 x(l)...... x(17)，为得到该扰码号对应的扰码初相进行的平移次数是不同的，所以，可以通过 对一个扰码号的初始值的设定以及对x序列的相位平移次数配置，以达到减 少循环计算的次数，加快扰码初相的计算速度的目的。参考图2，图2是本发明的装置构成图，本发明的装置由扰码初相计算 装置l、扰码发生电路2和配置模块3三部分组成。扰码初相计算装置l用12于接收配置的扰码码号，并快速将扰码码号转化为扰码初相。扰码发生电路2用于接收配置的扰码初相，并快速将扰码初相转化为任意相的扰码。扰码 发生电路2中包括可以选择实现的正常扰码发生电路、左扰码发生电路和右 扰码发生电路。配置模块3，用于对所述扰码初相计算装置配置扰码码号、 x序列初值输入以及x序列的运行拍数，用于为所述扰码发生电路配置扰码 初相，用于选择所述扰码发生电路的结构类型。参考图4，图4是正常的扰码发生电路的结构图，其中第二移位寄存器 组21由18个D触发器和异或电路组成，接收配置的扰码初相输入，用于 产生x序列、x序列的I、 Q分量，第三移位寄存器组22和异或电路组成， 全l值置入y序列，用于产生y序列、y序列的I、 Q分量。参考图3,是本发明的扰码初相计算装置构成图，扰码初相计算装置1 包括一个计数器和一个由18个D触发器和一个异或电路组成的第一移位寄 存器组。计数器为移位寄存器的移位计数，当计数器的值小于扰码号时，不 断循环计数；当计数值达到所述的扰码码号时，扰码初相计算完成；第一移 位寄存器组，它与计数器相连，接受配置的扰码初相计算启动信号和x序列 初值输入，将扰码码号快速转化为扰码初相。本发明的配置模块3通过对扰码发生电路2中的两个移位寄存器组21 、 22和异或电路选择I、 Q分量的抽头系数的选择连接，构成正常扰码发生电 路、左替换扰码发生电路和右替换扰码发生电路三种扰码使用类型电路。参考图4，扰码生成器扰码产生方式表示如下 Sdu(i) = Zn(i)+jZn((i+131072)模(218-1)), i=0,l，...，38399。 =(x(i+n)A y(i)) + _/(x(i+n+131072) A y(i+131072)) =(x(i+n)+/x(i+n+131072)) A (y(i)+ _/y(i+131072)) 根据以上表达式，第二移位寄存器组21中的产生x序列的18个D触发器及2套异或单元以及第三移位寄存器组22中产生y序列的18个D触 发器及2套异或单元构成正常扰码发生电路。参考图5，图5是本发明的左替换扰码发生电路的结构图，扰码生成器 扰码产生方式表示如下Sdi，u(i) =(x(i+n+8192)+/x(i+n+8192+131072)) A (y(i)+洲+131072)) 根据以上表达式，第二移位寄存器组21中产生x序列的18个D触发 器及3套异或单元以及第三移位寄存器组22中的产生y序列的18个D触 发器及2套异或单元构成左替换扰码发生电路。与图4产生正常扰码发生电 路相比，在产生x序列的第二移位寄存器组21中增加了一套异或单元211。参考图6，图6是本发明的右替换扰码发生电路的结构图，扰码生成器 扰码产生方式表示如下Sdu,n(i) =(x(i+n+16384)+/'x(i+n+16384+131072)) A (y(i)+>y(i+131072)) 根据以上表达式，产生x序列的第二移位寄存器组21中产生x序列的 18个D触发器及3套异或单元以及第三移位寄存器组22中产生y序列的 18个D触发器及2套异或单元构成右替换扰码发生电路。与图4产生正常 扰码发生电路相比，在产生x序列的第二移位寄存器组21中增加了一套异 或单元211。WCDMA下行移动台数字基带rake接收机中有三类扰码，正常扰码、 左替换扰码和右替换扰码。扰码号为k的扰码的左替换扰码的扰码号为 k+8192，右替换扰码的扰码号为k+16384。 WCDMA中的相位M是确定的， M=131072。 M及左、右替换扰码参数均确定，通过算法推导与仿真可以确 定扰码产生电路中X序列移位寄存器组的普通扰码、左替换、右替换扰码 发生器的I、 Q分量抽头系数，与Y序列移位寄存器组I、 Q分量的抽头系 数，选择实现正常扰码生成器结构、左替换扰码发生器结构和右替换扰码发生器结构。参考图7本发明的主流程图，首先，在计算启动信号为O时，先配置出 下行扰码号，同时准备开始计算，启动信号为1时，配置X序列初值，同 时开始计算。当X序列初值配置为1时，对第一移位寄存器组11配置下行扰码号o— 8191，用以控制平移次数；当X序列初值配置为非1时，对第一移位寄存 器组11配置将该X序列初值转化为扰码号的扰码初相需要移位的次数。在扰码初值计算启动信号为1时，第一移位寄存器组根据特征多项式l+x7+X^对x序列进行移位计算，通过将这个序列右移n次，得到扰码生 成器的扰码初值。同时，计数器开始对第一移位寄存器组11的寄存器的移 位计数，当计数器值小于扰码号时，不断循环计数，否则给第一移位寄存器 组11发出移位停止信号，第一移位寄存器组11计算结束，提供扰码码号对 应的扰码初相供配置模块读取。然后，给扰码产生电路2中产生x序列的第二移位寄存器组21配置扰 码初相的x序列输入，产生y序列的第三移位寄存器组22置入全l值。给 扰码产生电路2配置扰码使用类型信号，选择扰码产生电路2使用正常扰码 还是左替换扰码或是右替换扰码结构。再次，根据相位及扰码使用类型参数，确定扰码产生电路中两个移位寄 存器组21、 22的抽头系数，确定相应的扰码发生器的结构，两个移位寄存 器组的对应寄存器进行异或运算，直接将扰码初相转化成为任意相位的扰码 石马字。具体如下扰码生成器扰码产生方式表示如下正常扰码Sdl,n(i) = Zn(i)+jZn((i+131072)模(218画1)),i=0，l,.."38399。 =(x(i+n)A y(i)) + _/(x(i+n+131072) A y(i+131072))<formula>formula see original document page 16</formula>左替换扰码<formula>formula see original document page 16</formula>右替换扰码<formula>formula see original document page 16</formula>由上述公式可见，下行复扰码由两个复m序列异或分别由x和y序列 经过合适的抽头异或输出。这三类扰码的y序列抽头系数相同，不同的是x 序列的抽头系数。通过算法推导及仿真，可确定正常扰码发生器x序列、y 序列延迟131072的抽头系数，由此确定的正常扰码发生器结构如图4所示。将正常扰码发生器x序列再分别延迟8192和16384的抽头系凄t,则可 分别确定左、右替换扰码发生器的x序列抽头系数，那么左、右替换扰码发 生器的结构也就确定了，左替换扰码发生器结构如图5所示，右替换扰码发 生器结构如图6所示。确定釆用上述扰码发生器的结构后，两个移位寄存器组的对应寄存器进 行异或运算，扰码初相就可以快速直接地转化成为任意相位的扰码码字了 。
权利要求
1. 一种用于WCDMA系统的扰码发生器，包括一个扰码初相计算装置，用于接收扰码码号和x序列初值输入，将任意扰码码号快速转化为扰码初相；扰码发生电路，用于接收扰码码号的扰码初相，将所述扰码初相转化成任意相位的扰码。
2、 根据权利要求1所述的扰码发生器，其特征是，所述扰码初相计算 装置，包括一个第一移位寄存器组和一个计数器，第一移位寄存器组接受扰 码初相计算启动信号和x序列初值输入，当扰码初相计算启动时，计数器开 始计数，当计数器计到扰码码号时，发出停止所述第一移位寄存器组的移位 操作的信号，所述第一移位寄存器组将所述扰码码号快速转化为相对应的扰 码初相。
3、 根据权利要求1所述的扰码发生器，其特征是，所述扰码发生电路， 包括两个移位寄存器组，其中第二移位寄存器组由18个D触发器和运算电 路组成，接收所述扰码初相的x序列输入，用于产生x序列、x序列的I、 Q 分量，第三移位寄存器组由18个D触发器和运算电路组成，全1值置入y 序列，用于产生y序列、y序列的I、 Q分量。
4、 根据权利要求2所述的扰码发生器，其特征是，所述第一移位寄存 器组由18个D触发器组成。
5、 根据权利要求3所述的扰码发生器，其特征是，所述扰码发生电路 为正常扰码发生电路或替换扰码发生电路，用于将所述扰码初相直接转化为 扰码或扰码的替换扰码。
6、 根据权利要求3所述的扰码发生器，其特征是，所述扰码发生器还 设有3套用于直接产生扰码或替换扰码的异或单元电路。
7、 根据权利要求1所述的扰码发生器，其特征是，所述扰码发生器还 包括配置模块，用于对所述扰码初相计算装置配置扰码码号、x序列初值输入以及X序列的运行拍数。
8、 根据权利要求6所述的扰码发生器，其特征是，所述配置模块还进 一步用于为所述扰码发生电i 各配置扰码初相。
9、 根据权利要求7所述的扰码发生器，其特征是，所述配置模块还进 一步用于选择所述扰码发生电路的结构类型。
10、 一种用于WCDMA系统的扰码发生器的实现方法，扰码发生器包 括将扰码码号快速转化为扰码初相的扰码初相计算装置和将所述扰码初相 快速转化成任意相位的扰码码号的扰码产生电路；所述扰码初相计算装置中 设有计数器和第一移位寄存器组；所述扰码产生电路中设有产生x序列的第 二移位寄存器和产生y序列的第三移位寄存器组；该方法至少包括以下步 骤步骤l、配置所述扰码初值计算器的扰码初值计算启动信号、扰码号、 x序列初值及x序列的平移次凄t;步骤2、根据扰码初值计算启动信号，所述第一移位寄存器组根据特征 多项式对x序列进行移位计算；所述计数器接收扰码初值计算启动信号对第 一移位寄存器组的寄存器的移位计数，当计数器计到扰码码号时，给第一移 位寄存器组发出移位停止信号，所述第一移位寄存器组计算结束，提供所述 扰码码号对应的扰码初相供配置模块读取；步骤3、所述扰码产生电路接收配置的所述扰码初相的x序列输入，快 速将扰码初相转化成为任意相位的扰码码字。
11、 根据权利要求10所述的扰码发生器的实现方法，其特征是，所述 步骤1中还包括以下步骤步骤ll、当扰码初值计算启动信号为0时，配置扰码号n;当扰码初值 计算启动信号为i时，对所述第一移位寄存器组配置X序列初值，所述第 一移位寄存器组开始计算；步骤12、当X序列初值配置为1时，对所述第一移位寄存器组配置下行 扰码号0—8191,用于计算相对应的扰码初相；当X序列初值配置为非1时，对所述第一移位寄存器组配置所述X序 列初值转化为所述扰码号n需要移位的次数，用于计算对应的扰码初相。
12、 根据权利要求IO所述的扰码发生器的实现方法，其特征是，所述 步骤2中的特征多项式是指1+X7+X18。。
13、 根据权利要求10所述的扰码发生器的实现方法，其特征是，所述 步骤3中还包括以下步骤步骤31、将扰码初相配置给产生x序列的第二移位寄存器组，将产生y 序列的第三移位寄存器组置入全1值，对所述扰码产生电路配置扰码使用类 型参数；步骤32、根据相位M和所述扰码使用类型参数，确定所述扰码产生电路 中两个移位寄存器组的抽头系数，形成相应的扰码产生电路的结构类型；步骤33、所述两个移位寄存器组的对应寄存器进行运算，直接将扰码初 相快速转化成为任意相位的扰码码字。
14、 根据权利要求13所述的扰码发生器的实现方法，其特征是，所述 步骤31中的使用扰码类型是指正常扰码、左替换扰码及右替换扰码。
15、 根据权利要求13所述的扰码发生器的实现方法，其特征是，所述 步骤32中的确定扰码产生电路的结构类型，是指将所述第二移位寄存器组、 第三移位寄存器组和异或单元连接成正常扰码发生器或左替换扰码发生器 或右替换扰码发生器。
16、根据权利要求13所述的扰码发生器的实现方法，其特征是，所述 步骤32中的运算是指两个移位寄存器组及相对应的异或单元分别产生x序 列、y序列的I、 Q分量，分别将x序列与y序列的I分量、x序列与y序列 的Q分量进行异或。
全文摘要
本发明涉及一种用于WCDMA系统数字基带传输中的扰码发生器及其实现方法，目的是快速产生任意码号任意相位的扰码，满足实现中的实时性要求。本发明的技术方案是，一种用于WCDMA系统的扰码发生器，包括一个扰码初相计算装置，用于接收扰码码号和x序列初值输入，将任意扰码码号快速转化为扰码码号初相；扰码发生电路，用于接收扰码码号的扰码初相输入，将所述扰码初相转化成任意相位的扰码码号。扰码发生器的两部分功能采用不同的方式实现，使速度和面积得到较好的结合。
文档编号H03K3/84GK101262296SQ20071010678
公开日2008年9月10日 申请日期2007年6月20日 优先权日2007年6月20日
发明者宋春玲 申请人:中兴通讯股份有限公司