专利名称：在电信系统中为多个用户信道产生pn序列的发射机、接收机和方法
技术领域：
本发明涉及一种发射机、一种接收机和一种方法，用于在电信系统里提供PN序列给不同的用户信道。具体而言，本发明涉及电信系统里的这样一种发射机、接收机和方法，其中利用对各个发射帧中的用户数据的时隙多路复用来处理多个用户信道。
在电信系统里，这种PN序列通常用于误码率测量。为了这一目的，在发射机里对预定长度的已知PN序列、也就是预定比特数2N-1(其中的N表示PN发生器中移位寄存器的位数)的PN序列进行编码，在接收机里对收到的序列进行译码。
图1画出了CDMA系统中典型译码器电路的一个总图，其中的方框“BER测量③”用于通过对收到的PN序列(PN伪噪声)译码来评估误码率BER。图2说明进行这种误码率测量的原理。电信系统TELE包括一个发射机TX和一个接收机RX。在发射机TX里，发射机PN发生器T-PN(包括互相连接的移位寄存器)用一个预定序列“111111111”来初始化，同样，在接收机RX里，PN发生器R-PN必须用同样的初始化序列来初始化。发射机TX里的PN发生器T-PN跟接收机RX里的PN发生器必须是互相同步的。如图2所示，一种可能是用一个控制信道来设置发射机TX和接收机RX里PN发生器的开始时间。一旦PN发生器已经初始化并且以同步方式启动，接收机RX里的误码率测量电路就能将接收机里产生的PN序列跟从发射机TX收到并经过了译码的序列进行比较，以便评估产生的代码的差别。
至于PN发生器T-PN、R-PN，可以指出，这些PN发生器通常是用串联的移位寄存器SH1～SHN和中间的EXOR门EX1～EXN-1构成的(其中的EX1表示第一个XOR门，EXN-1表示第(N-1)个XOR门，也就最后一个XOR门)，通过这些XOR门，构成PN发生器第一个移位寄存器SH1的输入。这是一个大家都知道的结构，图4给出了EXOR门和移位寄存器的一个一般性连接。也就是说，PN序列的长度2N-1是由用于产生PN序列的移位寄存器的个数N和实际多项式决定的，也就是说，PN序列的类型是由第一个移位寄存器EXOR门的输入的个数决定的，这已是众所周知。
于是，图2中电信系统TELE的发射机和接收机PN发生器T-PN、R-PN包括这样连接的门和移位寄存器，并且不管什么时候对用户信道里的用户数据用发射机里PN序列编码、用接收机里的PN序列译码，都必须将移位寄存器按照同步方式以预定序列设置(其中初始比特序列绝对不能是“全0”状态)。
背景技术：
为了评估用户的一个信道，尽管利用上面描述的PN序列测量误码率的一般技术以及PN发生器的构成在本领域里大家都非常熟悉，但对于在发射机TX和接收机RX之间发射信号和/或处理多个用户信道时使用相应发射帧中多个用户信道上用户数据的分时隙传输、也就是时隙多路复用，仍然存在各种具体问题。
也就是说，图2只说明了针对一个用户信道进行误码率测量的情况，如果有多个用户(用户信道)以时隙划分方式使用同一帧，那么，不可避免地要使用几个PN发生器，每一个发生器都专用于一个用户信道。也就是说，假设在一个电信系统里，其中使用这种时隙多路复用技术进行通信和/或处理，例如可以处理多达512个用户信道(取决于信道大小)，这样就必须通过利用相应的专用PN序列测量512个信道的误码率。
在这种情况下，应当指出，“在相应的发射帧中多个用户信道上用户数据的时隙多路复用”这一表述可以跟普通电信系统(也就是TDMA多路复用方式或者CDMA多路复用方式)中使用的各种不同调制方式有关。所有这些调制方式共同的特征是每一个用户信道都要分配一个发射帧中的一个特定时隙。例如，图1概括了一个CDMA系统，其中将多个用户信道输入到一个时隙多路分离器，并在这一时隙段内进行译码、比特交织和维特比译码器，然后才在方框(3)中对用户数据进行误码率测量。这样，在这一CDMA系统里，在各个脉冲串里要接收跟一个发射帧的时隙有关的例如多达512个用户信道。
图3画出了时隙多路复用系统的两个发射帧FR。在每一帧FR里，必须容纳大量的用户信道(例如512个用户信道)。一个用户信道的完整用户数据分布在多个连续帧FR的同一个位置上(在这里是帧的开头)。当然，用户数据也可以分布在帧FR的不同位置上。
在图3里，用户1的用户信道位于帧FR的第一个时隙位置。对于10毫秒长的典型帧、一帧的1/512的时隙和8MHz的比特周期的情况，发射机或者接收机PN发生器产生的完整PN序列中只有大约100比特可以安排在第一帧FR的第一个时隙(用户信道)里，如图3所示。当然，假设PN发生器中有例如N=9个移位寄存器，伪噪声序列的实际长度是2N-1=511比特。于是，仅仅100比特当然不足以全面评估用户1的信道。因此，假定发射机和接收机里的PN发生器在第一帧开始的时候实现了同步，那么，无法针对用户1连续地进行误码率测量，因为只有在一定比特数(也就是100比特)以后，才在每一帧里对那个用户中断发射。也就是说，在第一个用户信道1的前100比特以后，发射第二个用户信道2的下一个100比特，也就是说，第一帧FR里的其它位置被相应地分配给其它用户。因此，在每一个时隙的开始时刻和结束时刻之间，只能评估PN序列中用于用户信道1的有限个比特。
这样做的后果是在接收机和发射机里每一个时隙结束的时候，PN发生器必须停止为第一个用户进行的工作，并且必须在下一帧(也就是图3里的第二帧FR)相应时隙的开始时刻从最后一个状态(也就是从PN发生器的最后一个相位状态)继续产生它们的PN序列。特别是，当下一个用户信道开始的时候，不可能仅仅让PN发生器继续输出这个比特序列里的比特，因为当用户信道1的用户数据的下一个位置是在第二帧FR的第一个位置发射时，必须能够获得PN发生器在第一个用户时隙结束的时候拥有的这个相位状态。这也就是说，在第二帧里，PN的产生必须从第一帧FR里第一个时隙结束的时候PN发生器拥有的最后的相位状态处继续下去。
因此，如图4所示，每一个用户信道1、2……512都按照传统方式用不同的PN发生器提供，它的操作在对应于每一个用户的帧中可以获得时隙的多个比特的结尾被中断。也就是说，图4所示的移位寄存器SH1……SH9分别产生PN序列。但是，它们将它们的内部相位状态(定义为储存在所述移位寄存器里的比特序列)保持在相应时隙的结尾，因为它们停止了。这样，通过按照在帧中开始的每一个时隙位置上的时隙(用户信道)触发相应的PN发生器，控制装置会开始产生比特序列的其余部分。
图4所示的传统解决方案存在严重的缺点。例如，如同参考图1中的编码器电路所介绍的一样，可以有多达512个不同的用户，因而必须提供多达512个不同的PN发生器，每一个都要初始化9个比特。这样的PN发生器常常用FPGA(现场可编程门阵列)库硬件来实现，它们可以在一个PFU(可编程功能单元)中实现4个触发器。在这种情况下，PFU的总数mpFu为mPFU=512(用户数)*9比特(移位寄存器个数N)=512*3个PFU=1536个PFU。
除了上面为需要的硬件计算mPFU的时候没有包括任何驱动或者控制逻辑这一事实以外，必须在一帧内正确的时隙位置触发每一个PN发生器。这样，为了为图1所示CDMA系统中存在的大量用户测量误码率，硬件量(也就是1536个PFU)非常大。
发明概述前面介绍了例如在TDMA或者CDMA发射方法(CDMA采用脉冲串发射)中对于采用时隙多路复用方式处理用户信道的电信系统使用多个用户信道，这存在一个问题，这个问题就是每个用户信道必须用发射机和接收机内单独的PN发生器为每个用户信道测量BER，这样会导致硬件量很大。
因此，本发明的一个目的是提供一种发射机、一种接收机、一种电信系统和一种方法，它们使得多个用户信道的BER测量只需要最少的硬件资源。
解决方案为了完成本发明目的，提供了电信系统里的一种发射机(权利要求1)，其中多个用户信道是利用相应的发射帧中用户数据的时隙多路复用来处理的，该发射机包括一个发射机PN发生器，这个PN发生器包括N个移位寄存器，用于产生预定比特数的PN序列，其中的预定比特数2N-1比可以在相应的时隙里为每一个用户发射的比特个数多；一个PN发生器相位状态存储器，用于为每一个用户信道储存所述PN发生器的相位状态，相位状态被定义为分别储存在所述PN发生器的移位寄存器里的比特序列；一个定时装置，用于检测每一个用户信道中每一时隙的开始时刻和结束时刻；以及读/写装置，用于将从所述存储器读出的相位状态写入所述PN发生器，以及将从所述PN发生器读出的相位状态写入所述存储器，当所述定时装置检测到分配给一个特定用户信道的所述帧内的一个时隙开始时，所述读/写装置用于从所述存储器中为所述特定用户信道读出相位状态，并将读出的相位状态写入所述PN发生器，以及当所述定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙结束的时候，用于读出所述PN发生器的相位状态并将读出的相位状态写入所述存储器。
更进一步，为了实现这一目的，提供了电信系统里的一种接收机(权利要求9)，其中多个用户信道是利用相应的发射帧中用户数据的时隙多路复用来处理的，该接收机包括单独一个接收机PN发生器，这个PN发生器包括N个移位寄存器，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中的预定比特数2N-1大于相应时隙中每一个用户信道能够发射的比特数；一个PN发生器相位状态存储器，用于储存每一个用户信道的PN发生器的相位状态，相位状态被定义为储存在所述PN发生器的移位寄存器里的N比特序列；一个定时装置，用于检测每一个用户信道每一时隙的开始时刻和结束时刻；以及读/写装置，用于将从所述存储器读出的相位状态信息写入所述PN发生器，并将从所述PN发生器读出的相位状态信息写入所述存储器，当所述定时装置检测到分配给一个特定用户信道的帧里的时隙开始的时候，所述读/写装置用于从所述存储器读出该特定用户信道的相位状态，并将读出的相位状态写入所述PN发生器，并且，当所述定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙结束的时候，用于读出所述PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述存储器。
此外，为了实现这一目的，提供了一种电信系统(权利要求17)，其中的多个用户信道利用相应的发射帧中用户数据的时隙多路复用来处理，该系统包括至少一个发射机，该发射机包括一个发射机PN发生器，这个PN发生器包括N个移位寄存器，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中的预定比特数2N-1大于可以在相应的时隙内为每个用户信道发射的比特数；一个发射机PN发生器相位状态存储器，用于储存每一个用户信道的发射机PN发生器的相位状态，相位状态被定义为储存在发射机PN发生器内移位寄存器里的比特序列；一个发射机定时装置，用于检测每一个用户信道的每一个时隙的开始时刻和结束时刻；一个发射机读/写装置，用于将从所述发射机存储器读出的相位状态信息写入所述发射机PN发生器，并将从所述发射机PN发生器读出的相位状态写入所述发生器存储器，并且当所述发射机定时装置检测到分配给一定特定用户信道的帧内一个时隙的开始时刻的时候，所述发射机读/写装置从所述发射机存储器读出该特定用户信道的相位状态，并将读出的相位状态写入所述发射机PN发生器，并且，当所述发射机定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙开始的时候，读出所述发射机PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述发射机存储器；以及至少一个接收机，它包括一个接收机PN发生器，这个PN发生器包括N个移位寄存器，用于产生预定比特数2N-1个比特的PN序列，其中的预定比特数2N-1大于可以在相应的时隙内每一个用户信道里发射的比特数；一个接收机PN发生器相位状态存储器，用于储存每一个用户信道的所述接收机PN发生器的相位状态，相位状态被定义为储存在所述接收机PN发生器的移位寄存器里的N比特序列；一个接收机定时装置，用于检测每一个用户信道的每一个时隙的开始时刻和结束时刻；一个接收机读/写装置，用于将从所述接收机存储器读出的相位状态信息写入所述接收机PN发生器，并将从所述接收机PN发生器读出的相位状态信息写入所述接收机存储器；当接收机定时装置检测到分配给一定特定用户信道的帧内一个时隙开始的时候，所述接收机读/写装置从所述接收机存储器读出该特定用户信道的相位状态，并将读出的相位状态写入所述接收机PN发生器，以及，当所述接收机定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙结束的时候，读出所述接收机PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述接收机存储器。
为了实现这一目的，还提供了一种方法(权利要求26)，用于为电信系统中多个用户信道产生预定比特数2N-1的PN序列，其中的多个用户信道是利用相应的发射帧中用户数据的时隙多路复用来处理的，为此，采用了一个PN发生器，它包括N个移位寄存器，其中PN序列的预定比特数大于能在一个相应时隙中为每个用户信道发射的比特数，所述方法包括当检测到分配给该特定用户信道的时隙开始的时候，将储存在PN发生器相位状态存储器中的一个用户信道特定的相位状态装载入PN发生器的步骤，这个相位状态被定义为N比特序列；在该特定时隙中为该特定用户信道构造PN序列的步骤；和将所述特定时隙结束的时候在所述PN发生器里获得的相位状态写入所述PN发生器相位状态存储器，以作为新的用户信道特定相位状态的步骤；其中为每一个特定用户信道在它的特定时隙里重复所述装载、构造和写入的步骤序列。
本发明的优选方面根据本发明的一个方面，发射机和接收机里只需要一个PN发生器。本发明不是在发射机和接收机里使用多个PN发生器，而是使用一个状态存储器，其中储存着每个信道的每个PN序列的中间状态(相位状态)。当对于相应的用户信道的帧内正确的开始时刻(正确位置)到来时，就从状态存储器(RAM)中读出PN发生器的最后一个相位状态，并将其用于在下一帧的对应时隙的重新开始时对PN发生器重新初始化。如下所述，只用一个PN发生器和一个状态存储器可以显著地降低所需要的硬件量。
根据本发明中的另一个方面，每一个用户信道都可以使用一个不同的PN序列，因为可以对这个PN发生器编程，以便按照编程信号来得到不同的PN序列。这也就是说，如果例如在不同的用户信道里有不同种类的用户数据，每个用户信道中PN序列的长度和多项式都可以不同。这是有利地通过不仅用读出地址从状态存储器里读出最后的比特序列、而且还用它对PN发生器的一个PN序列编程装置寻址来实现的，这个PN发生器会按照编程信号产生不同类型和长度的PN序列。
本发明更多的实施方案和改进列举在权利要求中。下面将参考它的实施方案来介绍本发明。
附图简述图1说明用于CDMA接收机的译码器电路的原理；图2说明用PN发生器进行的误码率测量；图3说明分配给单个用户的单个时隙；图4说明现有技术中为了测量多个用户信道的BER而使用的多个PN发生器；图5-1说明本发明第一个实施方案中发射机或者接收机里PN发生器的原理；图5-2说明为利用图5-1所示结构的多个用户信道产生比特序列的方法流程；图6说明本发明第二个实施方案中具有一个可编程PN发生器的一个PN发生器装置；图7说明图6使用的可编程PN发生器的一个实施方案。
下面将参考附图介绍本发明的实施方案。在附图中，相同或者相似的引用数字指的是相同或者相似的部件和步骤。
第一个实施方案图5-1和图5-2说明用于电信系统中一个发射机或者接收机里的PN发生器结构，其中多个用户信道US1、US2用相应的发射帧FR中用户数据的时隙多路复用来进行处理，就象参考图3所作的一般性介绍一样。下面，参考这一发射机来介绍PN发生器的功能，但是，同样的结构也适用于前面介绍过的接收机。
如图5-1所示，发射机TX只包括一个发射机PN发生器T-PN。因此，这个PN发生器跟前面描述的PN发生器具有相同的结构，也就是说，它包括N个移位寄存器SH1～SHN，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中假设预定比特数2N-1大于事实上可以在帧FR中一个相应的时隙里每一个用户信道发射的比特数(因为否则就不会有任何问题，因为整个PN序列都可以用于一个时隙里的误码率测量)。
一个PN发生器相位状态存储器ISM单独为每个用户信道储存单个PN发生器的相位状态PST。相位状态在这里被定义为储存在PN发生器的相应移位寄存器里的一个比特序列。存储器ISM的存储空间大到足以在任意时刻同时储存所有用户信道的媒介相位状态。还提供了一个跟一个定时装置TM以及一个读/写装置R/W相结合的控制装置CM。定时装置TM的基本功能是检测每个用户信道每个时隙的开始时刻和结束时刻，当检测到相应用户信道开始时刻的时候，地址译码器ADR-DEC输出一个对应的用户地址，以用于对存储器ISM进行读/写操作。如图5-1中的箭头所示，不管什么时候需要评估一个新用户(信道)的时候，就从存储器ISM中读出新的或者最后使用的相位状态，并将这个相位状态用于PN发生器T-PN的重新初始化。
如同图5-1中标为“新相位状态”和“时隙结尾的相位状态”所示，图5-1里PN的产生通常是按照以下方式进行的。一旦预定比特数(例如100比特)被PN发生器作为PN子序列输出，最后的状态(相位状态)就被存入存储器RAM中一个具体用户信道地址里，当下一帧中检测到同一个用户信道的开始时刻的时候，将它用于PN发生器的重新初始化。在下一个用户信道的开始时刻，地址译码器ADR-DEC输出下一个用户信道地址，并从存储器里读出下一个用户信道的相应相位状态，用于重新初始化这个PN发生器。对于下一步确定的比特数，PN发生器为这一帧中下一个信道时隙产生PN序列。
图5-2更详细地说明本发明的方法流程。同样假定f和u分别表示帧和用户信道(下标)。在第一帧(f=1)开始发射或者开始测量误码率的时候，在步骤ST1里从存储器ISM读出一个初始化序列。也就是说，如果定时装置确定了第一帧FR(f=1)中第一个用户信道(u=1)的开始时刻，就在步骤ST1里将一个初始化序列放进PN发生器中。虽然从原理上讲初始化序列可以从分开的一个存储器里读出，但是最好是将初始化序列设置成状态存储器ISM中所有用户信道项中的一个初始化相位状态，从而在第一次初始化(f=1)的时候，每个用户信道u都会被装进它的初始化序列。在这种情况下，所有用户信道的初始化序列可以全部相同，或者可以事实上互不相同。
不是将全“1”初始化序列存入分配给具体用户信道的所有具体存储器位置上的存储器ISM，而是具有如下的另一种初始化可能。在开始状态或者重新置位以后，接收机或者发射机中所有存储器里储存的都是“0”。于是，不必将具体的“1”序列存入存储器里，可以在存储器的输出端提供第一组反相器，用于将全“0”相位状态翻转，然后才将它作为全“1”初始化序列写入PN发生器。在存储器ISM的输入端提供第二组反相器，以用于将从PN发生器读出的相位状态PST反相，然后才将它写入所述相位状态存储器ISM。这样，不仅在初始化过程里，而且也在中间状态中从PN发生器读出和写入PN发生器的过程里进行反相；在将它们从存储器读出以后以及将它们写入存储器之前，都对所有比特反相。通过这种方式，无论什么时候它被复位到全0(“0”)状态，都会从存储器获得正确的比特值(全1，也就是“1”)。由于这些比特被翻转两次(在装载和存储的时候)，所以不会影响PN发生器中产生的PN序列。
如上所述，如果初始化序列是全“1111……11”，存储器的复位状态是全“0000……00”，那么，存储器的每条输入线和输出线都有一个反相器，从而对所有比特都进行反相。然而，如果初始化值不是“1111……11”而是“1010……10”，而复位状态仍然是“0000……00”，就只在初始化序列是“1”的这些线(比特位置)上加上反相器。
更一般地，如果复位状态没有必要是全“0000……00”，就在初始化序列跟复位状态不同的位上加上反相器(在存储器的输入端和输出端)。对于初始化序列跟复位状态相同的位，不需要任何反相器。因此，另一种可能是从存储器读出之后，以及将它们写入存储器以前，将存储器初始值跟复位状态不同的所有位都翻转。通过这种方式，就能直接从存储器获得正确的比特值，而不管什么时候被复位。由于这些比特被翻转了两次(在载入和储存的时候)或者根本没有翻转过，因此产生的比特序列不受影响，与此同时却能从存储器的复位状态(例如全0)直接产生任意初始值。最好是对于所有用户信道用于形成初始化序列的复位状态全部相同。
在步骤ST2里，已经用第一个用户信道的适当的序列进行了设置的PN发生器为这个用户信道产生例如100比特的子序列(同样参考图3)。在步骤ST3里当定时装置确定了这一用户信道结束时刻的时候，此时PN发生器里的当前相位状态被存入存储器ISM中由地址译码器ADR-DEC输出的、属于这一用户信道的用户地址处。
如果在步骤ST4里这一帧中还有另一个用户信道(步骤ST4里的“Y”)，就为下一个用户信道重复步骤ST1、ST2、ST3里的产生和存储步骤。第二个用户信道的初始化序列跟第一个用户信道的比可以不同也可以相同。在第二个用户信道的结束时刻，PN发生器里的相位状态又一次被存入存储器ISM中相应的用户地址处。
如果在步骤ST4里没有检测到更多的信道(步骤ST4里的“N”)，就在步骤ST5里判断是否需要处理或者发射更多的帧，也就是判断传输是否停止了。
如果在步骤ST4里认为帧f的所有用户信道都已经完成了它们的序列(步骤ST4里的“N”)，而且如果没有更多的帧了(步骤ST5里的“Y”)，就在下一帧f+1中为所有用户信道循环重复步骤ST1、ST2、ST3和ST4。
在步骤ST1～ST4中，循环地从存储器ISM和PN发生器中读出以及写入存储器ISM和PN发生器这些操作，是由发出相应控制信号给读/写装置W/R的定时装置TM控制的，这个读/写装置W/R分别针对地址译码器ADR-DEC给出的特定用户地址而设置存储器ISM的读或者写状态。这样，循环地在时隙的结尾读出PN发生器的相位状态，在下一个时隙的开头将PN发生器的新相位状态写进去。
图5-2中本发明的上述方法基本上可以综述如下。首先，当检测到分配给一帧中一个特定用户信道的时隙开始的时候，PN发生器T-PN或者R-PN在步骤ST1里将装载一个被储存在对应PN发生器相位状态存储器ISM中的用户信道特定的相位状态PST。这个相位状态被定义为一个N比特序列。然后，在步骤ST2里，在属于这一帧的相应用户信道的某一时隙里构造这个特定用户信道的PN序列。接下来，在所述特定时隙结尾在相应的PN发生器T-PN、R-PN中获得的相位状态PST信息将在步骤ST3里被写入所述PN发生器相位状态存储器ISM，以作为新的用户信道相位状态PST，以便当下一帧里的具体时刻在同一时隙再出现时，对它们进行使用和再次加以读出。也就是说，如果有更多的时隙(步骤ST4里的“Y”)，就在其特定的时隙里为每一个用户信道从步骤ST4到步骤ST1、ST2、ST3重复装载、构造和写入步骤。然后，如果有更多的帧(步骤ST5里的“Y”)，就在下一帧的时隙里按顺序执行这一过程。由于是将各个用户信道特定的相位状态从存储器里读出以及写入存储器，所以只用一个PN发生器就可以用于所有信道。
应当再一次指出，上述PN发生序列是用于在接收机里连续进行BER测量的。这一方法可以用于以时隙方式为多个用户信道执行处理、发射和通信的任意发射机、接收机和电信系统。这一方法可以用于将时隙分配给不同的用户信道以进行数据处理或者数据通信的所有传输系统，而与具体的调制方式无关。在单个帧中使用TDMA和CDMA时隙是两个实例。
上面已经说明了，存储器ISM可以是一个随机存取存储器RAM，它是例如用现场可编程门阵列(FPGA)库来实现的。这个PN发生器最好也用这种FPGA来实现。但是跟图4里的结构相比，图5-1中电路硬件实施方案所需要的硬件量显著地降低了。其原因是，RAM存储器需要的资源比多个PN发生器的寄存器(见图4)需要的资源少得多，而不管是使用哪种技术。假设前面介绍的FPGA库要用1个PFU来实现一个有16位地址深和4个比特宽的RAM，那么，只需要3个PFU来实现一个有16位地址(=用户数)深和12个比特宽的RAN。这意味着对于512个用户，只需要用32*3个PFU=96个PFU来为512个用户信道中的每一个用户储存9比特PN发生器的实际相位状态。
另外，宽度为9比特的一个PN发生器可以用3个PFU来实现。此外，9地址的寄存器必须对应于3个PFU来实现。最后，必须有一个对应于2个PFU的读写触发器。这样就能看出，总共只需要mPFU=(96+3+3+2)个PFU=104个PFU。
但是需要强调，这一数目已经将完整的驱动控制逻辑考虑在内，而在上面图4所示现有技术中的1536个PFU的实例里，没有计入驱动/控制逻辑。这样，如果在发射机和接收机里利用产生PN序列用于BER测量的这一原理，则可以用最少的硬件来对大量的信道进行误码率评估。
第二个实施方案图6和图7说明本发明的第二个实施方案。在有关读和写多个用户信道的相位状态方面，图6中电路的功能跟图5-1中电路的功能基本相同。也就是说，如同箭头“新相位状态”和“时隙结尾相位状态”所说明的那样，在每个时隙的开头，从存储器ISM中将最后储存的相位状态读出并且写入PN发生器。在相应的时隙的结尾，PN发生器获得的相位状态被随后从PN发生器读出，并写入存储器ISM中由地址译码器指定的具体用户信道地址处。
然而，图6中的结构在提供PN发生器方面跟图5-1的结构不同，在图6里，它不仅有多个移位寄存器SH1～SHN(带有中间EXOR门)，而且还有地址转换装置ACM和门装置AND以及多路复用器MUX，其功能将随后介绍。在提供了地址转换装置ACM和门装置AND以及多路复用器MUX的情况下，对于每个用户信道可以使用不同类型、不同长度的PN序列。
也就是说，图5-1中结构的一个缺点是其中的PN发生器的结构是固定的，因此，所有用户都使用同样的PN序列(也就是相同的类型和长度)。但是，需要让每个用户信道具有灵活结构的PN序列。因此，地址转换装置ACM和门装置AND以及多路复用器MUX构成了一个PN序列编程装置PN-PM，以用于对所述PN发生器进行编程，从而产生预定的PN序列。
图7给出了这个PN序列编程装置PN-PM的一个实施方案，它包括门装置AND和多路复用器MUX以及地址转换装置ACM。在有关移位寄存器SH1～SHN与它们的中间EXOR门EX1、EX2……EXN-1的布局方面，这个PN发生器具有传统的结构。在图7中，从寄存器的输出产生反馈给第一个寄存器SH1的输入的原理也是传统方式的。但是，一个门装置包括多个连接在EXOR门跟移位寄存器和地址转换装置的输出端之间的AND门。也就是说，各个AND门AND1、AND2……ANDN的一个输入跟寄存器的输出端连接，并且AND门的其它输入端跟地址转换装置ACM连接。
地址转换装置ACM接收例如用户信道地址，并在这一用户信道地址的基础之上确定这一特定用户信道应当使用的特定PN序列的类型(和长度)。根据需要什么样的PN序列，地址转换装置输出一个“1”给相应的AND门AND1、AND2……ANDN，以便对相应的EXOR门的输出产生逻辑影响。这样，根据每一个用户地址，可以将不同类型的PN序列编到PN发生器里去。要输入到相应AND门的地址转换装置ACM的“1”输出可以作为编程信号来对PN发生器中PN多项式的具体类型进行编程。
从图7可以看出，只提供AND门不能允许改变PN序列的长度2N-1，因为移位寄存器SH1～SHN的个数N仍然是固定的。但是，这个地址转换装置也能输出另一个编程信号，以便去改变使用的移位寄存器的个数。具体而言，这一编程信号被输入跟相应的移位寄存器的输出线相连接的多路复用器门MUX1……MUXn中去，从而绕过相应的移位寄存器。因此，通过另外输出编程信号给多路复用器门，可以改变使用的移位寄存器的个数N，从而除了PN序列类型以外，还能改变PN序列的长度。
因此，每个用户信道都可以使用时隙内不同类型和/或长度的PN序列，并按照图5-1中相同的方式将不同类型的相位状态信息写入存储器ISM，并从存储器ISM中读出来。此外，应当指出，还有其它的方式和装置来读取存储器ISM中的数据，并将数据写入存储器ISM。例如，控制装置CM中的定时装置TM可以只对各帧内的有关时隙计数，并根据所计的数字将读写信号提供给存储器ISM，该计数表明是哪一个具体的用户信道，就象地址译码器提供的地址所表明的一样。因此，本发明并不限于使用图15-1、图6和图7中的明显的用户信道地址，只要保证单独为每个用户信道(时隙)循环地将相位状态写入存储器ISM和PN发生器/从存储器ISM和PN发生器将其读出，就完全能够使用本发明。
此外还应当指出，前面参考附图和它的实施方案介绍的本发明只是说明了现在认为是优选的本发明的实施方案。因此，技术人员可以根据上述思路得到本发明其它的实施方案和改进方案，而它们仍然完全属于权利要求的范围之内。所以，不应当认为本发明受到以上描述的限制，因为在给出的这一思路的基础之上可以很容易地想出其它实施方案。此外，本发明可以包括在说明书描述和权利要求中单独描述的特征的组合。
权利要求中的引用数字只是为了把问题说明清楚，而不是要限制本发明的保护范围。
权利要求
1．电信系统(TELE)中的一种发射机(TX)，在该系统中利用相应的发射帧(FR)中的用户数据(US1、US2)的时隙多路复用来处理多个用户信道(US1、US2)，包括a)一个发射机PN发生器(T-PN)，包括多个(N)移位寄存器(SH1～SHN)，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中预定比特数2N-1大于每个用户信道可以在相应时隙里发射的比特数；b)一个PN发生器相位状态存储器(ISM)，用于为每一用户信道储存所述PN发生器(T-PN)的相位状态(PST)，相位状态被定义为相应地储存在所述PN发生器中移位寄存器内的一个N比特序列；c)一个定时装置(TM)，用于检测每个用户信道中每个时隙的开始时刻和结束时刻；d1)一个读/写装置(R/W)，用于将从所述存储器读出的相位状态信息写入所述PN发生器，并将从所述PN发生器读出的相位状态信息写入所述存储器；和d2)所述读/写装置(R/W)-当所述定时装置检测到分配给一个特定用户信道的帧内一个时隙的开始时，从所述存储器为所述特定用户信道读出一个相位状态，并将读出的相位状态写入所述PN发生器；和-当定时装置检测到属于所述用户信道的时隙结尾时，读出所述PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述存储器。
2．权利要求1的发射机(TX)，其特征在于所述存储器是用现场可编程门阵列库(FPGA)实现的一个随机存取存储器(RAM)。
3．权利要求1的发射机(TX)，其特征在于分配给所述用户信道的时隙是所述帧中的TDMA或者CDMA时隙。
4．权利要求1的发射机(TX)，其特征在于无论什么时候在所述帧开始传输的时候第一次检测到一帧内一个特定用户信道的时隙开始时，所述存储器将初始化相位状态(111111111)相应地储存起来，所述写/读装置(W/R)将它读出来，并将它用于初始化所述PN发生器。
5．权利要求1的发射机(TX)，其特征在于所述PN发生器(T-PN)包括一个PN序列编程装置(PN-PM)，用于对所述PN发生器(T-PN)编程，以产生预定PN序列。
6．权利要求5的发射机(TX)，其特征在于所述PN序列编程装置(PN-PM)包括一个地址转换装置(ACM)，用于将用户信道地址转换成编程信号，还包括一个门装置(AND1～ANDN,MUX1～MUXN)，用于接收所述编程信号并响应所述编程信号，通过EXOR门将所述PN寄存器(SH1～SHN)的输出信号反馈回去，以便产生所述PN发生器第一个移位寄存器(SH1)的输入。
7．权利要求6的发射机(TX)，其特征在于所述门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)包括多个AND门，用于在一个输入端接收所述编程信号，在它的另一个输入端接收移位寄存器的输出信号，并将信号输出给相应的EXOR门，所述编程信号决定了所述PN发生器产生的PN序列的类型。
8．权利要求7的发射机(TX)，其特征在于所述门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)还包括多路复用器门(MUX)，它们具有跟下一个移位寄存器的输入端连接的一个输出端，它们具有一个输入端跟该有关移位寄存器的输出端连接，还有另一个输入端跟这个有关的移位寄存器的输入端连接，并且还连接有一个控制输入端，被连接成可用于从所述地址转换装置(ACM)接收编程信号，所述编程信号被施加给所述多路复用器门，用于决定所述PN发生器为每个用户信道产生的PN序列的长度。
9．电信系统(TELE)的一种接收机(RX)，其中多个用户信道(US1、US2)是利用相应发射帧(FR)中用户数据(US1、US2)中的时隙多路复用来进行处理的，包括a)一个接收机PN发生器(R-PN)，它包括多个(N)移位寄存器(SH1～SHN)，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中预定比特数2N-1大于每个用户信道可以在相应时隙里发射的比特数；b)一个PN发生器相位状态存储器(ISM)，用于为每一用户信道储存所述PN发生器(R-PN)的相位状态(PST)，相位状态被定义为储存在所述PN发生器中移位寄存器内的一个N比特序列；c)一个定时装置(TM)，用于检测每个用户信道中每个时隙的开始时刻和结束时刻；d1)一个读/写装置(R/W)，用于将从所述存储器读出的相位状态信息写入所述PN发生器，并将从所述PN发生器读出的相位状态信息写入所述存储器；和d2)所述读/写装置(R/W)-当所述定时装置检测到分配给一定特定用户信道的帧内一个时隙开始时，从所述存储器为所述特定用户信道读出一个相位状态，并将读出的相位状态写入所述PN发生器；和-当定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙结尾时，读出所述PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述存储器。
10．权利要求9的接收机(RX)，其特征在于所述存储器是用现场可编程门阵列库(FPGA)实现的一个随机存取存储器(RAM)。
11．权利要求9的接收机(TX)，其特征在于分配给所述用户信道的时隙是所述帧中的TDMA或者CDMA时隙。
12．权利要求9的接收机(RX)，其特征在于所述存储器将初始化相位状态(111111111)储存起来，无论什么时候当所述帧开始传输的时候第一次检测到一帧内一个特定用户信道的时隙开始时，所述写/读装置(W/R)将它读出来，并将它用于初始化所述PN发生器。
13．权利要求9的接收机(RX)，其特征在于所述PN发生器(R-PN)包括一个PN序列编程装置(PN-PM)，用于对所述PN发生器(R-PN)编程，以产生预定PN序列。
14．权利要求9的接收机(RX)，其特征在于所述PN序列编程装置(PN-PM)包括一个地址转换装置(ACM)，用于将用户信道地址转换成编程信号，还包括一个门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)，用于接收所述编程信号，并响应所述编程信号，通过EXOR门将所述移位寄存器(SH1～SHN)的输出信号反馈回去，用于产生所述PN发生器第一个移位寄存器(SH1)的输入。
15．权利要求14的接收机(RX)，其特征在于所述门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)包括多个AND门，用于在一个输入端接收所述编程信号，在它的另一个输入端接收移位寄存器的输出信号，并将信号输出给相应的EXOR门，所述编程信号决定了所述PN发生器产生的PN序列的类型。
16．权利要求15的接收机(TX)，其特征在于所述门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)还包括多路复用器门(MUX)，它有跟下一个移位寄存器的一个输入端连接的一个输出端，它有一个输入端跟所述有关移位寄存器的输出端连接，还有另一个输入端跟这个有关的移位寄存器的输入端连接，还连接有一个控制输入端，用于从所述地址转换装置(ACM)接收编程信号，所述编程信号被提供给所述多路复用器门，用于决定所述PN发生器为每个用户信道产生的PN序列的长度。
17．一种电信系统(TELE)，其中的多个用户信道(US1、US2)是利用相应的发射帧(FR)中用户数据(US1、US2)的时隙多路复用来进行处理的，包括至少一个发射机(TX)，它包括a)一个发射机PN发生器(T-PN)，包括多个(N)移位寄存器(SH1～SHN)，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中预定比特数2N-1大于每个用户信道可以在相应时隙里发射的比特数；b)一个发射机PN发生器相位状态存储器(ISM)，用于为每一用户信道储存所述发射机PN发生器(T-PN)的相位状态(PST)，相位状态被定义为储存在所述发射机PN发生器的移位寄存器内的一个比特序列；c)一个发射机定时装置(TM)，用于检测每个用户信道中每个时隙的开始时刻和结束时刻；d1)一个发射机读/写装置(R/W)，用于将从所述存储器读出的相位状态信息写入所述发射机PN发生器，并将从所述发射机PN发生器读出的相位状态信息写入所述发射机存储器；和d2)所述发射机读/写装置(R/W)-当所述发射机定时装置检测到分配给所述特定用户信道的帧内一个时隙的开始时，从所述发射机存储器为所述特定用户信道读出一个相位状态，并将读出的相位状态写入所述发射机PN发生器；和-当所述发射机定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙结尾时，读出所述发射机PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述发射机存储器；和至少一个接收机(RX)，包括a)一个接收机PN发生器(R-PN)，包括多个(N)移位寄存器(SH1～SHN)，用于产生预定比特数2N-1的PN序列，其中预定比特数2N-1大于每个用户信道可以在相应时隙里发射的比特数；b)一个接收机PN发生器相位状态存储器(ISM)，用于为每一用户信道储存所述接收机PN发生器(R-PN)的相位状态(PST)，相位状态被定义为储存在所述接收机PN发生器中移位寄存器内的一个N比特序列；c)一个接收机定时装置(TM)，用于检测每个用户信道中每个时隙的开始时刻和结束时刻；d1)一个接收机读/写装置(R/W)，用于将从所述接收机存储器读出的相位状态信息写入所述接收机PN发生器，并将从所述接收机PN发生器读出的相位状态信息写入所述接收机存储器；和d2)所述接收机读/写装置(R/W)-当所述定时装置检测到分配给一个特定用户信道的帧内一个时隙的开始时，从所述接收机存储器为所述特定用户信道读出一个相位状态，并将读出的相位状态写入所述接收机PN发生器；和-当所述接收机定时装置检测到属于所述特定用户信道的时隙结尾时，读出所述接收机PN发生器的相位状态，并将读出的相位状态写入所述接收机存储器。
18．权利要求17的系统(TELE)，其特征在于所述存储器是用现场可编程门阵列库(FPGA)实现的一个随机存取存储器(RAM)。
19．权利要求17的系统(TELE)，其特征在于分配给所述用户信道的时隙是所述帧中的TDMA或者CDMA时隙。
20．权利要求17的系统(TELE)，其特征在于所述存储器将初始化相位状态(111111111)储存起来，无论什么时候当发射/接收所述帧的时候第一次检测到一帧内某一用户信道的时隙开始时，所述写/读装置(W/R)将它读出来，并将它用于初始化所述PN发生器。
21．权利要求17的系统(TELE)，其特征在于所述PN发生器(T-PN,R-PN)包括一个PN序列编程装置(PN-PM)，用于对所述PN发生器(T-PN,R-PN)编程，以产生预定PN序列。
22．权利要求21的系统(TELE)，其特征在于所述PN序列编程装置(PN-PM)包括一个地址转换装置(ACM)，用于将用户信道地址转换成编程信号，还包括一个门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)，用于接收所述编程信号并响应所述编程信号，通过EXOR门将所述移位寄存器(SH1～SHN)的输出信号反馈回去，以便产生所述PN发生器的第一个移位寄存器(SH1)的输入。
23．权利要求22的系统(TELE)，其特征在于所述门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)包括多个AND门，用于在一个输入端接收所述编程信号，在它的另一个输入端接收移位寄存器的输出信号，并将信号输出给相应的EXOR门，所述编程信号决定了所述PN发生器产生的PN序列的类型。
24．权利要求23的系统(TELE)，其特征在于所述门装置(AND1～ANDN；MUX1～MUXN)还包括多路复用器门(MUX)，它有跟下一个移位寄存器的一个输入端连接的一个输出端，它有一个输入端跟所述有关移位寄存器的输出端连接，还有另一个输入端跟这个有关的移位寄存器的输入端连接，还连接有一个控制端，用于从所述地址转换装置(ACM)接收编程信号，所述编程信号被提供给所述多路复用器门，用以决定所述PN发生器为每个用户信道产生的PN序列的长度。
25．权利要求17的系统(TELE)，其特征在于所述发射机和接收机PN发生器是同步的，所述接收机包括一个误码率测量单元(BER)，它使用所述接收机PN发生器去评估发射机发送的编码用户数据中的比特差错。
26．一种用于为电信系统中多个用户信道产生预定比特数2N-1的PN序列的方法，其中的多个用户信道(US1,US2)是利用相应的发射帧(FR)中用户数据(US1,US2)的时隙多路复用来进行处理的，为此，利用了单独一个PN发生器(T-PN,R-PN)，这个PN发生器包括多个(N)移位寄存器(SH1～SHN)，其中所述PN序列的预定比特数大于能够在相应的时隙内为每一用户信道发射的比特数，包括以下步骤a)当检测到帧内分配给这一用户信道的时隙的开始时刻的时候，在一个PN发生器(T-PN,R-PN)中装载(ST1)一个被储存在PN发生器相位状态存储器(ISM)中的用户信道特定的相位状态(PST)，所述相位状态被定义为一个N比特序列；b)在这一特定时隙期间，为这一特定用户信道构建(ST2)所述PN序列；和c)将所述特定时隙结尾时把在所述PN发生器(T-PN,R-PN)中获得的相位状态(PST)写入(ST3)所述PN发生器相位状态存储器(ISM)，作为新的用户信道特定相位状态(PST)；其中d)为每一特定用户信道在它的时隙里重复(ST4)步骤序列a)、b)、c)。
27．权利要求26的方法，其特征在于所述存储器采用的是随机存取存储器(RAM)，它是用一个现场可编程门阵列库(FPGA)实现的。
28．权利要求26的方法，其特征在于分配给所述用户信道的时隙是所述帧中的TDMA或者CDMA时隙。
29．权利要求26的方法，其特征在于无论什么时候在所述帧开始发射的时候第一次检测到一帧内某一用户信道的时隙开始时，从所述存储器读出初始化相位状态信息(111111111)，并将它用于对所述PN发生器进行初始化。
30．权利要求26的方法，其特征在于PN序列的产生是用电信系统中发射机的PN发生器完成的。
31．权利要求26的方法，其特征在于PN序列的产生是由电信系统中接收机的PN发生器完成的。
32．权利要求26的方法，其特征在于所述PN发生器(T-PN)被编程，以便为每一用户信道产生预定PN序列。
33．权利要求32的方法，其特征在于用户信道地址被转换成编程信号，所述编程信号被用于确定所述移位寄存器的输出信号的逻辑影响，以便通过EXOR门产生所述PN发生器的第一个移位寄存器(SH1)的输入，所述编程信号决定了所述PN发生器产生的PN序列的类型。
34．权利要求32的方法，其特征在于用户信道地址被转换成编程信号，所述编程信号被用于确定是否绕过所述PN发生器中的一个或者多个移位寄存器，所述编程信号决定着每一用户信道中PN发生器产生的PN序列的长度。
35．权利要求1的发射机(TX)，其特征在于第一个反相器，用于在将其写入PN发生器(T-PN,R-PN)之前，将从相位状态存储器(ISM)读出的相位状态(PST)信息里预定比特位置上的比特翻转过来；第二个反相器，用于在将其写入相位状态存储器(ISM)之前，将从PN发生器(T-PN,R-PN)读出的相位状态(PST)信息里预定比特位置上的比特翻转过来。
36．权利要求9的接收机(RX)，其特征在于第一个反相器，用于在将其写入PN发生器(T-PN,R-PN)之前，将从相位状态存储器(ISM)读出的相位状态(PST)信息里预定比特位置上的比特翻转过来；第二个反相器，用于在将其写入相位状态存储器(ISM)之前，将从PN发生器(T-PN,R-PN)读出的相位状态(PST)信息里预定比特位置上的比特翻转过来。
37．权利要求17的系统(TELE)，其特征在于第一个反相器，用于在将其写入PN发生器(T-PN,R-PN)之前，将从相位状态存储器(ISM)读出的相位状态(PST)信息里预定比特位置上的比特翻转过来；第二个反相器，用于在将其写入相位状态存储器(ISM)之前，将从PN发生器(T-PN,R-PN)读出的相位状态(PST)信息里预定比特位置上的比特翻转过来。
38．权利要求26的方法，其特征在于在将其写入PN发生器(T-PN,R-PN)之前，将从相位状态存储器(ISM)中读出来的相位状态(PST)信息的预定比特位置上的比特翻转过来，并且在写入相位状态存储器(ISM)之前，将从PN发生器(T-PN,R-PN)读出来的相位状态(PST)的预定比特位置上的比特翻转过来。
39．权利要求35的发射机(TX)，其特征在于在所述帧开始发射期间，无论什么时候第一次检测到一帧内一个特定用户信道开始时刻的一个时隙的时候，所述存储器储存复位状态信息，并且写/读装置(W/R)读出并使用预定初始化序列，以便对所述PN发生器进行初始化，其中第一个和第二个反相器被设置在预定比特位置，在这些位置上，储存的复位状态的比特和初始化序列不同。
40．权利要求36的接收机(RX)，其特征在于在所述帧开始发射期间，无论什么时候第一次检测到一帧内一个特定用户信道开始时刻的一个时隙的时候，所述存储器储存复位状态信息，并且写/读装置(W/R)读出并使用预定初始化序列，以便对所述PN发生器进行初始化，其中第一个和第二个反相器被设置在预定比特位置，在这些位置上，储存的复位状态和初始化序列的比特不同。
41．权利要求37的系统(TELE)，其特征在于在所述帧开始发射期间，无论什么时候第一次检测到一帧内一个特定用户信道开始时刻的一个时隙的时候，所述存储器储存复位状态信息，并且写/读装置(W/R)读出并使用预定初始化序列，以便对所述PN发生器进行初始化，其中第一个和第二个反相器被设置在预定比特位置，在这些位置上，储存的复位状态的比特和初始化序列不同。
42．权利要求38的方法，其特征在于在所述帧开始发射期间，无论什么时候第一次检测到一帧中一个特定用户信道的一个时隙开始时刻，所述存储器储存一个复位状态，并且一个预定初始化序列被读出并用于初始化所述PN发生器，其中所述的翻转是在预定比特位置上进行的，在这些位置上，储存的复位状态的比特和初始化序列不同。
全文摘要
在以时隙方式处理多个用户信道的电信系统里,通过只使用一个PN发生器(T－PN)和一个状态存储器(ISM),发射机和接收机可以对多个用户信道进行误码率测量。提供一个读/写装置(R/W)以便对状态存储器(ISM)进行读写。每当定时装置(TM)检测到一个新时隙开始的时候,这个读/写装置(R/W)从状态存储器(ISM)中读出最后储存的相位状态信息。当检测到相应的时隙结束的时候,将这个时候在PN发生器(T－PN)中的相位状态信息存入状态存储器(ISM),以便供随后的帧中同一时隙开始时初始化PN发生器(T－PN)使用。这样,一个PN发生器(T－PN)足以产生大量用户信道的PN序列。
文档编号H04J13/00GK1324533SQ99812651
公开日2001年11月28日 申请日期1999年8月24日 优先权日1998年8月26日
发明者G·梅斯贝格, G·胡尔曼-波罗, H·罗伊施纳 申请人:艾利森电话股份有限公司