[发明专利]可分块而扩展的高速流水线移位解扩方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于数字通信技术领域，特别涉及一种适用于直接序列扩频系统的可任意分块而扩展的高速流水线移位解扩方法及装置。

背景技术

在直接序列扩频通信系统中，低速信源数据序列在发射端经几百倍，甚至上千倍的扩频处理后，直接转变为高速数据序列。而在接收端，一改以往通信系统设计的原则，首先需要将接收到的高速数据，进行快速解扩，再进行后续解调处理。即它不遵循通信系统的对称性原理（即在发射端先扩频，再调制。而按对称性原理，应在接收端先解调，再解扩），先进行解扩，再进行解调处理。从而减少了一个高速数据处理的环节，降低了实现复杂度，且提高了可靠性。其接收端的两个过程可交换的实质是解扩与解调都为乘性计算，可交换次序。因此，高速有效的解扩处理技术，是实现直接序列扩频通信系统有效可靠工作的重要保障。

在传统解扩器方案中，广泛采用的解扩方法是逐符号相乘的串行相关法。该方法首先将输入数据保存在移位寄存器中，然后移位寄存器每一位与本地解扩数据内容寄存器对应位相乘，结果存入解扩输出寄存器中，最后将解扩输出寄存器中所有数据累加，其结果即为移位寄存器中的本地解扩数据，是保存在移位寄存器中输入数据与本地解扩数据内容寄存器的内容的解扩结果。但是，在实际应用中，如在较高速的扩频通信系统中，对数据的处理速度要求就非常高。而串行相关法都必需在一周期内完成N次累加(N为相关内容长度，且为整数)，当速度过高或者相关内容长度过长时将无法实现。而且，由于解扩本地序列通常比较长，往往整个解扩算法，不能在资源有限的单块硬件芯片上予以实现。因此，其不能同时达到高速及解扩序列任意长的要求。

发明内容

本发明针对现有直接序列扩频通信接收机存在的因速度过高、相关数据内容过长或硬件资源限制而不灵活时将无法实现以上方法等缺点，提供一种可以避免上述缺点和不足的适用于直接序列扩频系统的方法与装置——可任意分块而扩展的高速流水线移位解扩方法及装置。

本发明采取以下技术方案：

一种基本高速流水线移位解扩方法，其包括以下步骤：初始化步骤、输入数据位宽扩展步骤、符号处理步骤、数据相加及保存处理步骤和上述具体步骤的重复执行步骤，该方法的实施过程如下：

初始化步骤：将长为n的本地解扩伪随机序列保存在等长的本地数据单元内，且该序列为二进制序列；将长为n的解扩数据单元内的数据清零，即将其所有的值设为“0”；其中，数据单元的编号从0开始；n为整数，表示解扩长度；

输入数据位宽扩展步骤：每次从外部数据输入接口，输入一个待解扩的输入数据，并将其保存到位宽扩展单元，并完成位宽扩展；位宽扩展的方法为：原始输入数据作为该更长位宽单元的倒数几位，并将不足的前面几位数据，替换为原输入数据的最高位；

取符号处理步骤：从本地数据单元按顺序取出每一比特数据，根据“0”或“1”，将前一步骤位宽扩展所得的数据，进行符号化处理，分别得到数据本身或其取反的结果；另从本地数据单元中所去数据的编号，作为该步骤所得数据的编号k，k为整数，0≤k≤n-1；

数据相加处理步骤：将上一步骤所得数据，按数据编号k，分别与解扩数据单元中对应编号k-1的数据进行相加，并将结果保存在下一序号的解扩数据单元内；因第0个数据没有第“-1”个序号的数据对应，故该数据不需相加，直接得到结果；且对于第n个数据的处理结果，直接输出，而不再保存；

最后，依次对所输入的外部数据，反复执行上述步骤，直至处理n次后，编号为n-1的解扩数据单元的数据，即为n个输入数据经n个本地解扩序列解扩后的最后结果，并将其输出。

最后，形成相应的流水处理结构，即每输入一个数据，输出结果（即编号为n-1的解扩数据单元中的数据）。即其为原数据，除去首数据外，再添上最后一个新输入数据所得的序列通过长为n的本地数据单元解扩后得到的数据，并依次循环，直至解扩处理结束。另外，将该方法的输出结果，与相应门限对比，而得出解扩序列帧同步的判断标记。以便在完成同步后，一直输出所需的正确时序的解扩数据。其中，帧同步相应的门限，可根据该扩频系统所工作的信噪比，由相应的仿真得到，即需要使该门限可以保证99%以上的同步准确率。

本发明还公开了一种基本高速流水线移位解扩装置，其包括以下模块：输入数据接口的位宽扩展存储器、任意长为n（n为任意长整数）的本地解扩伪随机序列数据存储器（以下简称本地数据存储器，数据位宽为1）、取符号处理器（用取符号函数Sgn(.)表示）、加法器、溢出判断器、解扩计算结果数据存储器（以下简称解扩数据存储器，数据位宽为j）、输出数据接口；