一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法和裝置的製作方法

2023-04-29 21:39:46 1

專利名稱：一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數據存儲方法和裝置，尤其涉及的是， 一種寬帶碼分 多址系統的多徑合併數據存儲方法和裝置。
背景技術：
在寬帶碼分多址通信系統中，傳輸信號被障礙物(如建築物和山)反 射，接收機就會接收到多個不同時延的碼片，如果碼片信號之間的時延超 過一個碼片，接收^/L就可以分別對它們進行解調。實際上從每一個多徑信 號的角度看其他多徑信號都是幹擾並被處理增益抑制，但是對於接收機則 可以對多個信號進行分別處理合成而獲得。由於在多徑信號中含有可以利 用的信息，所以接收機可以通過合併多徑信號來改善接收信號的信噪比。
在發送端，在擴頻和調製後信號被發送，每個信道具有不同的時延和
衰落因子，每個對應不同的傳播環境。經過多徑信道傳輸，RAKE接收機 利用相關器檢測出多徑信號中最強的M個支路信號。然後對每個RAKE支 路的輸出多徑符號進行加權、合併，以提供優於單路信號的接收信噪比， 然後再在此基礎上進行判決。接收機多徑合併的原理如附圖1所示，r(t) 為中頻或基帶碼分多址(CDMA)多徑信號，假設RAKE接收機有M個支
路，其輸出的多徑符號分別為Zi、 Z2 ........ Zm，對應的加權因子分別為
ou、 Ot2........ (xm ，加權因子可以根據各支路的輸出功率或信噪比決定。
各支路加權後信號的合併可以根據實際情況採取不同的方法進行合併。
對於同一個物理信道的多徑符號數據，在合併時需要補償多徑時延； 也就是，進行多徑合併時每個多徑的符號對應發送端來說是同一個符號；
4或者說，要先將多徑符號對齊後才能進行多徑合併；即，在合併數據存儲 單元中，要根據最大時延設置，該物理信道需要存儲的每個多徑的符號個 數來補償多徑的時延，完成該物理信道一個符號的所有多徑合併。對於需 要同時支持多個物理信道，多徑時延要求比較大的環境下，且存在高速業 務的情況下，對多徑合併數據存儲單元的設計要求比較高。比如，系統需 要處理96個物理信道，每個用戶需要支持最多8個多徑，多徑之間的最大 延遲要256個碼片。對於專用物理信道，擴頻因子是變化的，從256-2X2, 如果為每個信道固定分配最大可能的存儲空間，其存儲量是十分大的，最 大可為96信道*8多徑* (256/ (2X2)) =196k個軟符號，每個軟符號設位 寬為26比特，這大概需要5M比特的存儲容量。所以，這個中存儲機制所 需要的存儲容量不管對FPGA ( Field - Programmable Gate Array,現場可編 程門陣列)還是ASIC ( Application Specific Integrated Circuit,專用集成電 路)晶片來說都是十分巨大的。
因此，現有技術還存在缺陷，有待於改進和發展。

發明內容
本發明解決的技術問題是提供一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據 存儲方法和裝置，該方法和系統能夠有效降低存儲空間的用量。 為解決上述技術問題，本發明採用以下方案
一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法，包括以下步驟Sl、 根據輸入的信道編號，存儲區索引值邏輯控制模塊從信道存儲區索引值存 儲器中讀出與該輸入的信道編號對應信道的存儲區索引值和擴頻因子信 息；S2、如果所述擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因子不同，則釋放所述 存儲區索引值，並根據所述輸入的信道多徑擴頻因子，從對應的擴頻因子 存儲區索引值隊列^^者器組中彈出 一個可用的存儲區索引值。
所述的方法，其中，所述步驟S2包括如果有信道使用了該擴頻因子，而且未分配該擴頻因子對應的存儲區的索引值，則從索引值隊列存儲器組 中彈出 一個索引值，分配給該信道作為多徑合併數據的基地址。
所述的方法，其中，所述步驟S2包括根據信道的多徑符號最大時延 內計數值，計算該信道多徑在該信道的擴頻因子下，相對於多徑合併數據 存儲器存儲區中地址索引值的偏移地址。
所述的方法，其中，還包括步驟S3:根據輸入的信道多徑擴頻因子確 定存儲區的區號，將該存儲區的區號、所述存儲區地址索引值、所述偏移 地址，合併為多徑合併數據存儲器的地址，從多徑合併數據存儲器中讀出 該信道多徑合併歷史數據。
所述的方法，其中，還包括步驟S4:利用信道多徑符號數據和信道多 徑加權因子做複數乘法，得到信道多徑加權符號數據。
所述的方法，其中，還包括步驟S5:將所述信道多徑加權符號數據和 所述信道多徑合併歷史數據相加，得到信道多徑合併數據。
所述的方法，其中，還包括步驟S6:利用所述信道多徑相位信息判斷 該條多徑是否為該信道延時最大的多徑，若為否，則按照所述多徑合併數 據存儲器的地址將所述信道多徑合併數據寫回多徑合併數據存儲器。
本發明還提供一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲裝置，其特 徵在於，包括擴頻因子存儲區索引值隊列存儲器組，用於存儲用以標識 根據不同擴頻因子劃分的存儲區的存儲區索引值；信道存儲區索引值存儲 器，用於存儲信道編號和與之對應的存儲區索引值和擴頻因子；存儲區索 引值邏輯控制模塊，包括讀取單元和處理單元；讀取單元用於接收輸入的 信道編號，並從信道存儲區索引值存儲器中讀出與該輸入的信道編號對應 信道的存儲區索引值和擴頻因子；處理單元用於釋放所述存儲區索引值、 並根據所述輸入的信道多徑擴頻因子從對應的擴頻因子存儲區索引值隊列 儲器組中彈出 一個可用的存儲區索引值。
與現有技術相比，本發明寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法
6和裝置，採用信道的擴頻因子選取存儲單元，通過接收的擴頻因子進行數 據流量的判斷，調整相應的存儲空間，這樣就實現了多徑合併數據存儲空 間的動態管理，以靈活的存儲機制來有效降低存儲空間的用量。


圖1為現有技術中接收機多徑合併原理圖2為本發明的多徑合併數據存儲器的結構框圖3為本發明的存儲區索引值隊列存儲器組的結構框圖4為本發明的多徑合併數據存儲區索引值控制模塊的結構框圖5為本發明的多徑合併數據存儲區索引值控制模塊的內部流程圖6為本發明的多徑合併數據存儲裝置的結構框圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
和附圖對本發明作進一步詳細的描述。
本發明目的在於提供一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法 和裝置，通過接收的擴頻因子進行數據流量的判斷，調整相應的存儲空間， 克服補償多徑時延而產生的多徑合併數據存儲器30資源用量大的問題。
首先，本發明僅採用一個多徑合併數據存儲器30,見圖2，該多徑合 並數據存儲器30根據擴頻因子的不同被分為若干個存儲區，每個存儲區的 大小滿足支持該擴頻因子信道數及該信道多徑的最大時延；如果幾種擴 頻因子支持的最大信道數相同，則這幾種擴頻因子可以共用 一個存儲區， 該存儲區需要支持的擴頻因子為這幾種擴頻因子中最小的；
每個存儲區又包括若干基本存儲單元，基本存儲單元的大小滿足一 個信道在該擴頻因子下信號多徑的最大時延時所包含的符號數；每個基本 存儲單元的起始地址由一個索引值表示，每個存儲區包含的若干基本存儲 單元，這些基本存儲單元的索引值存儲在一個索引值隊列存儲器。索引值
7隊列存儲器組的結構示意圖見圖3。
該設計可以去除多徑對存儲器容量的影響，將對齊多徑延時的存儲器
和多徑合併存儲器合併成一個存儲器這樣多徑數據的合併是串行進行的， 即多徑合併是按每條多徑進行的，不是該信道所有多徑的符號一起進行合 並的，這樣做和多徑的碼片級處理可以銜接起來，碼片級處理得到一條多 徑的符號數據就可以直接做多徑合併，而不必等待信道的所有多徑的同一 個符號都得到後才能進行多徑數據合併。這樣多徑合併數據是按照信道進 行存儲的，存儲器用量就可以變為按照多徑存儲的八分之一。
本發明的核心是針對信道的擴頻因子選取存儲單元，以實現動態的管 理多徑合併數據存儲空間，其主要步驟見下，如圖6所示
100、根據輸入的信道多徑擴頻因子，確定需要使用的多徑合併數據存 儲器30存儲區的區號；
200、根據輸入的信道多徑擴頻因子、信道編號、信道多徑相位信息， 確認是否已經分配了該信道多徑擴頻因子對應的多徑合併數據存儲器30存 儲區索引值(以下簡稱存儲區索引值)。如圖4所示，過程主要包括
210、根據輸入的信道編號，存儲區索引值邏輯控制模塊11從信道存 儲區索引值存儲器12中讀出與該輸入的信道編號對應信道的存儲區索引值 和擴頻因子信息；
220、見圖5，如果讀出的擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因子相同， 說明該信道多徑對應輸入的擴頻因子已經分配了(多徑合併存儲器)存儲 區索引值，則執行步驟231;如果讀出的擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因 子不同，說明該信道的擴頻因子已經動態變化了，則執行步驟232;如果有 信道使用了該擴頻因子，而且未分配該擴頻因子對應的存儲區索引值，則 執行233;
231、可繼續使用該存儲區索引值作為多徑合併數據存儲器30的基地 址，即，將該存儲區索引值作為多徑合併數據存儲區索引值控制模塊10的存儲區索引值輸出。
232、 首先釋;^丈原來舊擴頻因子所使用的存儲區索引值，即，將該存儲 區索引值寫入索引值隊列存儲器組130中，供其它信道的擴頻因子變為該 擴頻因子後使用；然後到索引值隊列存儲器組中申請新的擴頻因子對應的 存儲區地址索引值。
233、 從索引值隊列存儲器組中彈出一個存儲區索引值，分配給該信道 作為多徑合併數據的基地址。.
本步驟針對信道的擴頻因子選取存儲單元，通過接收的擴頻因子進行 數據流量的判斷，調整相應的存儲空間，這樣就實現了多徑合併數據存儲 空間的動態管理，解決了多徑合併數據存儲空間的管理問題。以下流程是 與上述步驟相適應的多徑合併方法如圖6所示，
300、根據信道的多徑符號最大時延內計數值，計算該信道多徑在該信 道的擴頻因子下，相對於多徑合併數據存儲器30中存儲區索引值的偏移地 址。
獲得多徑合併數據存儲區的基地址和偏移地址，就可以得到多徑合併 數據存儲器30的地址。計數值範圍零到最大時延除以擴頻因子減一，如擴 頻因子為4，擴頻因子為256，則計數值範圍為0-63，這樣就可以補償多徑 之間的延時。
400、將步驟IOO得到的存儲區的區號、步驟200得到的存儲區索引值、 步驟300得到的偏移地址，合併為多徑合併數據存儲器30的地址，並從多 徑合併數據存儲器30中讀出該信道多徑合併歷史數據。
500、乘法器40將信道多徑符號數據和信道多徑加權因子做複數乘法， 得到信道多徑加權符號數據。
600、將步驟500得到的所述信道多徑加權符號數據和步驟400得到的 所述信道多徑合併歷史數據相加，得到信道多徑合併數據。
700、根據信道多徑相位信息，判斷該條多徑是否是該信道延時最大的
9如果是信道延時最大的多徑，則說明步驟600得到的信道多徑合併數 據已完成了多徑合併，將所述信道多徑合併數據作為信道多徑合併結果數 據輸出，並將全零數據寫入到多徑合併數據存儲器30中步驟400得到的多 徑合併數據存儲器30地址中；如果該條多徑非該信道延時最大的多徑，則說明步驟600得到的多徑 合併數據只是信道多徑合併中間結果數據，將所述信道多徑合併數據寫回 到所述多徑合併數據存儲器30的地址，即，按照步驟400得到的多徑合併 數據存儲器30地址寫回到多徑合併數據存儲器30中，直到該信道延時最 大的多徑完成多徑合併後才能作為多徑合併結果數據輸出。上述寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法，假設當前信道多徑 的擴頻因子由4 (編號為擴頻因子3)動態變化為8 (編號為擴頻因子4), 信道多徑的相位不是該信道延遲最大的多徑，信道多徑符號時隙內計數值 為1 (對於擴頻因子為8,其最大時延內計悽t值範圍為0-31)。首先多徑合 並數據存儲區索引值控制模塊10根據信道編號從信道存儲區索引值存儲器 中讀出該信道編號對應信道的存儲區索引值和擴頻因子信息，信道多徑的 擴頻因子(值為4)和讀出的擴頻因子信息(值為8)不同，則首先將讀出 的信道的存儲區索引值壓入到擴頻因子3存儲區索引值隊列FIFO,然後從 擴頻因子4存儲區索引值隊列FIFO中彈出一個存儲區索引值，並將該存儲 區索引值和擴頻因子信息(值為8 )寫入到該信道編號對應信道存儲區索引 值存儲器地址中。將得到的新的存儲區索引值和擴頻因子4對應的存儲區 區號合併成該信道多徑應該使用的多徑合併數據存儲器30的基地址，因為 信道多徑符號時隙內計數值為1，所以地址偏移值為l，將得到的多徑合併 數據存儲器30的基地址加1即為多徑合併數據存儲器30的地址，這樣可 以從多徑合併數據存儲器30中讀出該信道多徑合併歷史數據。將信道多徑 符號數據、信道多徑加權因子通過乘法器40得到信道多徑加權符號數據，將信道多徑合併歷史數據和信道多徑加權符號數據相加得到信道多徑合併 數據，該信道多徑不是該信道延時最大的多徑可以判定信道多徑合併數據 為信道多徑合併中間結果數據，將其寫入到多徑合併歷史數據對應的多徑合併數據存儲器30地址中，信道多徑合併結果數據為無效狀態。寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲裝置如附圖6所示，包括六個 輸入數據和六個功能才莫塊，六個輸入數據分別為信道多徑信息、信道多 徑符號數據、信道多徑加權因子、信道多徑擴頻因子、信道編號、信道多 徑符號最大時延內計數值。六個功能塊分別為多徑合併數據存儲區索引 值控制模塊IO、多徑合併數據存儲器地址生成模塊20、多徑合併數據存儲 器30 (見圖2,如前所述)、乘法器40、加法器50、信道多徑合併數據判 斷模塊60。多徑合併數據存儲區索引值控制模塊IO,結構如附圖4所示，包括'. 擴頻因子存儲區索引值隊列存儲器組13 (簡稱索引值隊列存儲器組)、 存儲區索引值邏輯控制模塊11 (簡稱邏輯控制模塊)、信道存儲區索引值存 儲器12 (筒稱存儲區索引值存儲器)。信道多徑擴頻因子、信道編號輸入到多徑合併數據存儲區索引值控制 模塊10,邏輯控制;f莫塊11首先根據輸入的信道編號從信道存儲區索引值存 儲器中讀出該信道編號對應信道的存儲區索引值和擴頻因子信息；如果讀 出的擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因子相同，則可以判斷該信道多徑對 應輸入的擴頻因子已經分配多徑合併存儲器存儲區索引值，將該多徑合併 數據存儲器30存儲區索引值作為多徑合併數據存儲區索引值控制模塊10 的存儲區索引值輸出；如果讀出的擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因子不 同，則說明該信道的擴頻因子已經動態變化了，則首先將該信道舊的擴頻 因子所對應的存儲區索引值釋放掉，將其壓入到存儲區索引值隊列存儲器 組中。存儲區索引值隊列存儲器組結構如附圖3所示，存儲區索引值隊列存ii儲器組是由一組不同擴頻因子存儲區索引值隊列FIFO ( First Input First Output,先入先出隊列)組成，因為多徑合併數據存儲器30中存儲區中的 索引值是按照擴頻因子的不同而分為不同的存儲區，每個存儲區又將所包 含的支持該存儲區對應擴頻因子若干個基本存儲單元索引值按照信道的擴 頻因子動態分配給不同的信道，所以每種擴頻因子對應的存儲區索引值是 分開進行隊列管理的。將該信道舊的擴頻因子所對應的存儲區索引值壓入 到存儲區索引值隊列存儲器組中對應的擴頻因子X存儲區索引值隊列 FIFO,其中X=0， 1， ...， n,是將系統支持的所有不同的擴頻因子進行編 號後的索引值。將該信道舊的擴頻因子所對應的存儲區索引值壓入到存儲 區索引值隊列存儲器組中後，再根據輸入的信道多徑擴頻因子從對應的擴 頻因子X存儲區索引值隊列FIFO中彈出 一個可用的存儲區索引值，並將其 寫入到信道存儲區索引值存儲器中，然後輸出該存儲區索引值作為多徑合 並數據存儲區索引值控制模塊10的存儲區索引值輸出，同時輸出擴頻因子 編號值X。多徑合併數據存儲器地址生成模塊20根據輸入的多徑合併數據器存儲 區索引值、擴頻因子編號值確定多徑數據合併存儲器的基地址，根據輸入 的信道多徑符號最大時延內計數值得到基地址偏移值，最終輸出多徑合併 數據存儲器地址。.多徑合併數據存儲器30結構如附圖2所示，多徑合併數據存儲器30 按照擴頻因子的不同分為n個存儲區，和存儲區索引值隊列存儲器組中的 FIFO —一對應，多徑合併數據存儲器30結構根據輸入的多徑合併數據存 儲器30地址，輸出信道多徑合併歷史數據。乘法器40將輸入的信道多徑符號數據、信道多徑加權因子做複數乘法， 得到信道多徑加權符號數據。加法器50將輸入的信道多徑加權符號數據和信道多徑合併歷史數據做 加法，得到信道多徑合併數據。12信道多徑合併數據判斷模塊60根據輸入的信道多徑相位信息判斷得到該信道多徑合併數據是否是該信道所有多徑都合併後的結果，如果該信道 多徑是該信道延時最大的那條多徑，則輸入的信道多徑合併數據作為信道多徑合併結果數據輸出,並將全零數據寫入到多徑合併數據存儲器30中讀 出該信道多徑合併歷史數據的地址中；如果該信道多徑不是該信道延時最 大的那條多徑，則輸入的信道多徑合併數據作為信道多徑合併中間結果數 據寫入到多徑合併數據存儲器30中讀出該信道多徑合併歷史數據的地址 中，同時無信道多徑合併結果數提輸出。採用本發明所述的方法和裝置，有效的解決了多徑合併時補償多徑時 延而產生的多徑合併數據存儲器30資源用量大問題。例如，系統需要處理 128個物理信道，每個用戶需要最多支持8個多徑，多徑之間的最大延遲要 256個碼片，擴頻因子變化範圍為256-2X2，系統支持擴頻因子為2X2、2X4、 4、 8、 16、 32、 64、 128、 256的信道數分別為2、 4、 8、 16、 32、 64、 128、 128、 128個，信道多徑合併結果數據寬度為26比特。如果為每個信道固定 分配最大可能的多徑合併結果數據存儲空間，其存儲量為128信道*8多徑* (256/ (2X2)) *26比特-6.8M比特；而採用本發明的方法和裝置，將多 徑合併結果數據的存儲空間按擴頻因子為2X2、 2X4、 4、 8、 16、 32、大於 等於64分成7個存儲區，則每個存儲區的大小分別為2信道*( 256/( 2X2 )) =512個軟符號，4信道*( 256/( 2X4 ))=512個軟符號，...，128信道*( 256/64 ) =512個軟符號，多徑合併結果數據存儲空間大小為7存儲區*512軟符號*26 比特-0.093Mbits。採用本發明方法和裝置相對固定分配存儲空間的方法節 省了大約1-0.093/6.8=98.6%存儲空間。應當理解的是，以上所提供的具體實施方式
只是對本發明的說明，而 不應當理解為對本發明的限制，對本領域的普通技術人員來說，可以根據 上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應為本發明所揭示的 原理和特徵，均屬本發明的保護範圍。
權利要求
1、一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法，包括以下步驟S1、根據輸入的信道編號，存儲區索引值邏輯控制模塊從信道存儲區索引值存儲器中讀出與該輸入的信道編號對應信道的存儲區索引值和擴頻因子信息；S2、如果所述擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因子不同，則釋放所述存儲區索引值，並根據所述輸入的信道多徑擴頻因子，從對應的擴頻因子存儲區索引值隊列儲器組中彈出一個可用的存儲區索引值。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2包括如 果有信道使用了該擴頻因子，而且未分配該擴頻因子對應的存儲區的索引 值，則從索引值隊列存儲器組中彈出一個索引值，分配給該信道作為多徑 合併數據的基地址。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述步驟S2包括 根據信道的多徑符號最大時延內計數值，計算該信道多徑在該信道的擴頻 因子下，相對於多徑合併數據存儲器存儲區中地址索引值的偏移地址。
4、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，還包括步驟S3:根據輸 入的信道多徑擴頻因子確定存儲區的區號，將該存儲區的區號、所述存儲 區地址索引值、所述偏移地址，合併為多徑合併數據存儲器的地址，從多 徑合併數據存儲器中讀出該信道多徑合併歷史數據。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，還包括步驟S4:利用信 道多徑符號數據和信道多徑加權因子做複數乘法，得到信道多徑加權符號 數據。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括步驟S5:將所述 信道多徑加權符號數據和所述信道多徑合併歷史數據相加，得到信道多徑 合併數據。
7、 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，還包括步驟S6:利用所 述信道多徑相位信息判斷該條多徑是否為該信道延時最大的多徑，若為否， 則按照所述多徑合併數據存儲器的地址將所述信道多徑合併數據寫回多徑 合併數據存儲器。
8、 一種寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲裝置，其特徵在於，包 括擴頻因子存儲區索引值隊列存儲器組，用於存儲用以標識根據不同擴 頻因子劃分的存儲區的存儲區索引值；信道存儲區索引值存儲器，用於存儲信道編號和與之對應的存儲區索 引值和擴頻因子；存儲區索引值邏輯控制模塊，包括讀取單元和處理單元；讀取單元用 於接收輸入的信道編號，並從信道存儲區索引值存儲器中讀出與該輸入的 信道編號對應信道的存儲區索引值和擴頻因子；處理單元用於釋放所述存儲區索引值、並根據所述輸入的信道多徑擴 頻因子從對應的擴頻因子存儲區索引值隊列儲器組中彈出 一個可用的存儲區索引值。
全文摘要
本發明公開了寬帶碼分多址系統的多徑合併數據存儲方法和裝置，其方法包括以下步驟S1、根據輸入的信道編號，存儲區索引值邏輯控制模塊從信道存儲區索引值存儲器中讀出與該輸入的信道編號對應信道的存儲區索引值和擴頻因子信息；S2、如果所述擴頻因子和輸入的信道多徑擴頻因子不同，則釋放所述存儲區索引值，並根據所述輸入的信道多徑擴頻因子，從對應的擴頻因子存儲區索引值隊列儲器組中彈出一個可用的存儲區索引值。本發明採用信道的擴頻因子選取存儲單元，通過接收的擴頻因子進行數據流量的判斷，調整相應的存儲空間，這樣就實現了多徑合併數據存儲空間的動態管理，以靈活的存儲機制來有效降低存儲空間的用量。
文檔編號H04B7/02GK101674101SQ20081021611
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月8日 優先權日2008年9月8日
發明者馮立國 申請人:中興通訊股份有限公司