[發(fā)明專利]可分塊而擴(kuò)展的高速流水線移位解擴(kuò)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210163434.4
• 申請(qǐng)日: 2012-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN102710280A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜斌;包建榮;許曉榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B1/707
• 分類號(hào): H04B1/707
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 周希良;徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的可任意分塊而擴(kuò)展的高速流水線移位解擴(kuò)方法及裝置。

背景技術(shù)

在直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，低速信源數(shù)據(jù)序列在發(fā)射端經(jīng)幾百倍，甚至上千倍的擴(kuò)頻處理后，直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚贁?shù)據(jù)序列。而在接收端，一改以往通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則，首先需要將接收到的高速數(shù)據(jù)，進(jìn)行快速解擴(kuò)，再進(jìn)行后續(xù)解調(diào)處理。即它不遵循通信系統(tǒng)的對(duì)稱性原理（即在發(fā)射端先擴(kuò)頻，再調(diào)制。而按對(duì)稱性原理，應(yīng)在接收端先解調(diào)，再解擴(kuò)），先進(jìn)行解擴(kuò)，再進(jìn)行解調(diào)處理。從而減少了一個(gè)高速數(shù)據(jù)處理的環(huán)節(jié)，降低了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，且提高了可靠性。其接收端的兩個(gè)過程可交換的實(shí)質(zhì)是解擴(kuò)與解調(diào)都為乘性計(jì)算，可交換次序。因此，高速有效的解擴(kuò)處理技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)有效可靠工作的重要保障。

在傳統(tǒng)解擴(kuò)器方案中，廣泛采用的解擴(kuò)方法是逐符號(hào)相乘的串行相關(guān)法。該方法首先將輸入數(shù)據(jù)保存在移位寄存器中，然后移位寄存器每一位與本地解擴(kuò)數(shù)據(jù)內(nèi)容寄存器對(duì)應(yīng)位相乘，結(jié)果存入解擴(kuò)輸出寄存器中，最后將解擴(kuò)輸出寄存器中所有數(shù)據(jù)累加，其結(jié)果即為移位寄存器中的本地解擴(kuò)數(shù)據(jù)，是保存在移位寄存器中輸入數(shù)據(jù)與本地解擴(kuò)數(shù)據(jù)內(nèi)容寄存器的內(nèi)容的解擴(kuò)結(jié)果。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，如在較高速的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度要求就非常高。而串行相關(guān)法都必需在一周期內(nèi)完成N次累加(N為相關(guān)內(nèi)容長度，且為整數(shù))，當(dāng)速度過高或者相關(guān)內(nèi)容長度過長時(shí)將無法實(shí)現(xiàn)。而且，由于解擴(kuò)本地序列通常比較長，往往整個(gè)解擴(kuò)算法，不能在資源有限的單塊硬件芯片上予以實(shí)現(xiàn)。因此，其不能同時(shí)達(dá)到高速及解擴(kuò)序列任意長的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有直接序列擴(kuò)頻通信接收機(jī)存在的因速度過高、相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容過長或硬件資源限制而不靈活時(shí)將無法實(shí)現(xiàn)以上方法等缺點(diǎn)，提供一種可以避免上述缺點(diǎn)和不足的適用于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的方法與裝置——可任意分塊而擴(kuò)展的高速流水線移位解擴(kuò)方法及裝置。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種基本高速流水線移位解擴(kuò)方法，其包括以下步驟：初始化步驟、輸入數(shù)據(jù)位寬擴(kuò)展步驟、符號(hào)處理步驟、數(shù)據(jù)相加及保存處理步驟和上述具體步驟的重復(fù)執(zhí)行步驟，該方法的實(shí)施過程如下：

初始化步驟：將長為n的本地解擴(kuò)偽隨機(jī)序列保存在等長的本地?cái)?shù)據(jù)單元內(nèi)，且該序列為二進(jìn)制序列；將長為n的解擴(kuò)數(shù)據(jù)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)清零，即將其所有的值設(shè)為“0”；其中，數(shù)據(jù)單元的編號(hào)從0開始；n為整數(shù)，表示解擴(kuò)長度；

輸入數(shù)據(jù)位寬擴(kuò)展步驟：每次從外部數(shù)據(jù)輸入接口，輸入一個(gè)待解擴(kuò)的輸入數(shù)據(jù)，并將其保存到位寬擴(kuò)展單元，并完成位寬擴(kuò)展；位寬擴(kuò)展的方法為：原始輸入數(shù)據(jù)作為該更長位寬單元的倒數(shù)幾位，并將不足的前面幾位數(shù)據(jù)，替換為原輸入數(shù)據(jù)的最高位；

取符號(hào)處理步驟：從本地?cái)?shù)據(jù)單元按順序取出每一比特?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)“0”或“1”，將前一步驟位寬擴(kuò)展所得的數(shù)據(jù)，進(jìn)行符號(hào)化處理，分別得到數(shù)據(jù)本身或其取反的結(jié)果；另從本地?cái)?shù)據(jù)單元中所去數(shù)據(jù)的編號(hào)，作為該步驟所得數(shù)據(jù)的編號(hào)k，k為整數(shù)，0≤k≤n-1；

數(shù)據(jù)相加處理步驟：將上一步驟所得數(shù)據(jù)，按數(shù)據(jù)編號(hào)k，分別與解擴(kuò)數(shù)據(jù)單元中對(duì)應(yīng)編號(hào)k-1的數(shù)據(jù)進(jìn)行相加，并將結(jié)果保存在下一序號(hào)的解擴(kuò)數(shù)據(jù)單元內(nèi)；因第0個(gè)數(shù)據(jù)沒有第“-1”個(gè)序號(hào)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，故該數(shù)據(jù)不需相加，直接得到結(jié)果；且對(duì)于第n個(gè)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，直接輸出，而不再保存；

最后，依次對(duì)所輸入的外部數(shù)據(jù)，反復(fù)執(zhí)行上述步驟，直至處理n次后，編號(hào)為n-1的解擴(kuò)數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)，即為n個(gè)輸入數(shù)據(jù)經(jīng)n個(gè)本地解擴(kuò)序列解擴(kuò)后的最后結(jié)果，并將其輸出。

最后，形成相應(yīng)的流水處理結(jié)構(gòu)，即每輸入一個(gè)數(shù)據(jù)，輸出結(jié)果（即編號(hào)為n-1的解擴(kuò)數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)）。即其為原數(shù)據(jù)，除去首數(shù)據(jù)外，再添上最后一個(gè)新輸入數(shù)據(jù)所得的序列通過長為n的本地?cái)?shù)據(jù)單元解擴(kuò)后得到的數(shù)據(jù)，并依次循環(huán)，直至解擴(kuò)處理結(jié)束。另外，將該方法的輸出結(jié)果，與相應(yīng)門限對(duì)比，而得出解擴(kuò)序列幀同步的判斷標(biāo)記。以便在完成同步后，一直輸出所需的正確時(shí)序的解擴(kuò)數(shù)據(jù)。其中，幀同步相應(yīng)的門限，可根據(jù)該擴(kuò)頻系統(tǒng)所工作的信噪比，由相應(yīng)的仿真得到，即需要使該門限可以保證99%以上的同步準(zhǔn)確率。

本發(fā)明還公開了一種基本高速流水線移位解擴(kuò)裝置，其包括以下模塊：輸入數(shù)據(jù)接口的位寬擴(kuò)展存儲(chǔ)器、任意長為n（n為任意長整數(shù)）的本地解擴(kuò)偽隨機(jī)序列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（以下簡(jiǎn)稱本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)位寬為1）、取符號(hào)處理器（用取符號(hào)函數(shù)Sgn(.)表示）、加法器、溢出判斷器、解擴(kuò)計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（以下簡(jiǎn)稱解擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)位寬為j）、輸出數(shù)據(jù)接口；