[发明专利]CDMA无线系统中产生正交扩展码的方法和发生器

说明书

本发明涉及CDMA无线系统中一种产生正交扩展码尤其是信道化所用的短正交扩展码的方法和发生器。

在采用码分多址(CDMA)的无线系统中，无线资源根据码分分配给多个不同的用户。通过将有效载荷乘以扩展码，各用户的有效载荷可被扩展到例如5MHz的宽频带上。接收机通过将接收信号乘以扩展所用的扩展码就能分离出所需信号。扩展码的成分称为“码片”，它们实际上是一些比特即二进制数。码片的值可以用“0”和“1”表示，或者用实数“1”和“-1”表示。码片速率通常大大高于有效载荷速率，例如码片速率是有效载荷速率的100倍以上。

“扩展码”是指信道化所用的短扩展码而例如不是识别发射机所用的很长的扰码。扩展码的长度一般至多为几百或几千个码片，而扰码的长度可以是例如几万个码片。

所用的扩展码尽可能相互正交。扩展码例如由一种哈达马矩阵得到。哈达马矩阵Mn是一个由0和1所构成的n×n矩阵(n是偶数)，从而矩阵的任何行之间都有n/2个位置上的元素完全不同。因此，矩阵有一行都是0而其余的行一半为0一半为1。如果n=2，则得到如下形式的哈达马矩阵：利用下列关系式可由哈达马矩阵M_n得到哈达马矩阵M_2n：

其中，矩阵M_n是指矩阵M_n的补矩阵，即用1取代了0而用0取代1。于是，由矩阵1得到：由矩阵3又得到：

如果可能在上述哈达马矩阵中的那些元素即0和1用“1”和“-1”来表示，则矩阵的行相互正交。需要的话，也可以将这些值反转，即用1取代0而用0取代1，不过这不会改变矩阵的特性。例如矩阵1也可用下式给出：

矩阵的每一行都构成一个扩展码。扩展码长度取决于所需扩展因子。这些扩展码例如可以被编号，从而表示出扩展码的码级以及所讨论码级中码的顺序号。根据下式可得出码级：2码级=扩展码长度，即码级=log₂(扩展码)。因此，例如矩阵4包括以下扩展码(下标表示码级，小括号中为顺序号)：

扩展码₃(0)={0,0,0,0,0,0,O,0}

扩展码₃(1)={0,1,0,1,0,1,0,1}

扩展码₃(2)={0,0,1,1,0,0,1,1}

扩展码₃(3)={0,1,1,0,0,1,1,0}

扩展码₃(4)={0,0,0,0,1,1,1,1}

扩展码₃(5)={0,1,0,1,1,0,1,0}

扩展码₃(6)={0,0,1,1,1,1,0,0}

扩展码₃(7)={0,1,1,0,1,0,0,1}

在现有技术中，所有短扩展码都存储在收发信机的存储器中。例如就码级8中的码而言，存储器中存储有256个不同的256码片的码，换言之，要求存储器有256×256比特=共65536比特。较短的扩展码可以从所存储的长扩展码中得到，因此无需单独存储较低码级的扩展码。

本发明的目的是提出一种必要时产生扩展码的方法，从而无需在存储器中存储每一扩展码。利用下述方法可以达到这一目的。这是一种在CDMA无线系统中产生正交扩展码的方法，该方法包括如下步骤：得到扩展码的长度，得到扩展码的顺序号，得到扩展码的码级，以长度等于码级的二进制码号来表示所讨论码级中扩展码的顺序号，将该码号翻转形成修改的码号，对扩展码的每个码片重复以下操作：以长度等于码级的二进制码片号来表示码片的顺序号，并对修改的码号和码片号之间进行“AND”运算形成二进制和数，再对该二进制和数的所有比特之间进行“XOR”运算形成扩展码的码片的一个值。

本发明还涉及CDMA无线系统中一种产生正交扩展码的发生器，该发生器包括：用于得到扩展码的长度的装置，用于得到扩展码的顺序号的装置，用于得到扩展码的码级的装置，用于以长度等于码级的二进制码号来表示所讨论码级中扩展码的顺序号的装置，用于将该码号翻转形成修改的码号的装置，用于对扩展码的每个码片重复以下操作的装置：用于以长度等于码级的二进制码片号来表示码片的顺序号的装置，和用于对修改的码号和码片号之间进行“AND”运算形成二进制和数的装置，和用于对该二进制和数的所有比特之间进行“XOR”运算形成扩展码的码片的一个值的装置。

在附属权利要求书中，公开了本发明的这些优选实施方式。