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Patent Searching and Data


Title:
SEGMENTED FREQUENCY DOMAIN METHOD AND DEVICE FOR REALIZING MULTI-PATH SEARCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/116527
Kind Code:
A1
Abstract:
A segmented frequency domain method and device for realizing multi-path search are provided by the present invention. The present invention employs the frequency domain segmented search on every sub-segment by dividing a whole convolution segment into several shorter convolution segments, and further reduces the total computing complication. And if an FFT hardware accelerator is used to complete the search, since the segment processing is employed, a small size FFT can be used to replace a large size FFT to complete the search which needs to be completed only by the large size FFT, thus the hardware implementing complication is reduced, therefore the cost is reduced, and the original small size FFT module can be used repeatedly.

Inventors:
SHEN CHENGKE (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/075775
Publication Date:
September 07, 2012
Filing Date:
June 15, 2011
Export Citation:
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Assignee:
ZTE CORP (CN)
SHEN CHENGKE (CN)
International Classes:
H04J13/00
Foreign References:
CN1848828A2006-10-18
CN101572687A2009-11-04
CN1753346A2006-03-29
Attorney, Agent or Firm:
CHINA PAT INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (CN)
北京派特恩知识产权代理事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种实现多径搜索的分段频域方法, 其特征在于, 包括:

将伪码序列切成预设数量个子序列段;

将输入信号序列结尾补零扩展后, 分割成预设数量个相互部分重叠的 子序列段;

对每个分段分别进行频域搜索, 并对各分段的频域搜索结果进行叠加 合并。

2、 根据权利要求 1所述的分段频域方法, 其特征在于, 所述将伪码序 列切成预设数量个子序列段包括:

将长度为 Lc的所述伪码序列 c切成预设数量 K个子序列段, 分别为 c(l),c(2),...,c(K), 每段长度为 N, 且满足 K*N=Lc; N=L+Lo, 其中, L0是 使得 N=L+L。是 2的指数的最小整数;

其中, L是所搜索的信道的时域长度, Lc是码分多址 CDMA本地伪码 的长度并且其长度为 2的幂, 且 L〈Lc。

3、 根据权利要求 2所述的分段频域方法, 其特征在于, 所述将输入信 号序列结尾补零扩展后, 分割成预设数量个相互部分重叠的子序列段包括: 所述输入信号序列 X长度为 (L+Lc),将所述输入信号序列 X结尾补零扩 展到长度满足 K*N+L+L。= (K+1)*N;

将经过补零扩展后的输入信号序列分割成预设数量 K个相互部分重叠 的子序列段, 分别为 x(l),x(2),...,x(K), 且每个子序列段的长度为 2Ν。

4、 根据权利要求 1~3任一项所述的分段频域方法, 其特征在于, 所述 对每个分段分别进行频域搜索为: 利用现有不分段的频域搜索方法实现。

5、 根据权利要求 4所述的分段频域方法, 其特征在于, 所述对各分段 的频域搜索结果进行叠加合并包括:将预设数量 Κ个分段分别输出的频域搜 索结果 y。(l ) , y0(2), y。(K)按照下列公式叠加合并得到最终频域搜索结 果 yo: yD = y0(i)+y0(2)+—+y0

6、 一种实现多径搜索的分段频域装置, 其特征在于, 至少包括: 伪码 序列分段模块、 输入信号序列分段模块、 预设数量 κ个频域搜索模块, 以及 合并处理模块, 其中,

伪码序列分段模块, 用于将伪码序列切成预设数量个子序列段; 输入信号序列分段模块, 用于将输入信号序列结尾补零扩展后, 分割 成预设数量个相互部分重叠的子序列段;

各频域搜索模块, 用于根据来自伪码序列分段模块的 k伪码子序列段, 以及来自输入信号序列分段模块的第 k输入信号子序列段, 对第 k分段进 行频域搜索,并将第 k分段搜索结果输出给合并处理模块;其中 k为 1或 2 , ... 或 K;

合并处理模块, 用于对各分段的频域搜索结果进行叠加合并, 得到最 终频域搜索结果。

Description:
一种实现多径搜索的分段频域方法及装置 技术领域

本发明涉及多径搜索技术, 尤指一种实现多径搜索的分段频域方法及 装置。 背景技术

码分多址(CDMA ) 多径搜索用于搜索信道的多径延迟和衰减, 可以 通过检测信道的冲击响应 (CIR ) 来完成。 CDMA 的多径搜索通常通过时 域卷积完成。 时域卷积也可等价的通过频域乘积完成, 用频域法替代时域 卷积可大大简化多径搜索的运算复杂度, 频域法的运算复杂度与所釆用的 快速傅里叶变换(FFT ) 的大小有关。

随着多模软基带平台的日益广泛应用, 以通用数字信号处理(DSP )或 并行阵列处理器为核心完成 CDMA系统(或 WCDMA、 CDMA2000等系 统)码片级处理变得愈来愈可行。 对于 CDMA的多径搜索器来说, 相比在 时域直接卷积搜索的复杂度, 在频域乘法搜索的计算复杂度要低得多。

CDMA多径搜索时域法大致包括: 利用本地产生的伪码与天线接收到 的基带信号进行卷积完成, 卷积的结果是信道的冲击响应。 时域卷积法的 问题是运算量巨大。 图 1为现有频域法 CDMA多径搜索的示意图, 如图 1 所示, X是 CDMA天线基带信号码片取样信号, 长度为 Lx个码片; 本地 伪码序列长度为 Lc。假设信道搜索长度为 L(单位:码片),那么, Lx=L+Lc。

频域法是将长度为 Lx的 X补零扩展到 L fft , L fft 是大于 Lx, 且满足为 2 的指数的最小整数(可用 FFT处理); 然后, 通过尺度为 L fft 点 FFT运算完 成多径搜索。 其数学原理可用公式 (1)给出: y = - IFFT {eii g\ FFT {G|l,*|} | x FFT {\} } (1)

在公式 (1)中, χ是将长度为 Lx的 X补零扩展到 L fft 后的输入信号序列, FFT()为长度为 L fft 的 FFT变换; G[l , *] 为将长度为 Lc本地伪码序列补零 扩展到 L fft 后的伪码序列; IFFT0是长度为 L fft 的 FFT逆变换, FFT逆变换 的结果为一个长度为 L fft 的向量 y, 该向量 y由两个子向量 y0和 yl级联组 成, 其中, y0 长度为 L, 是该信道的冲激响应, 现有频域搜索器的组成框 图如图 2所示。

频域法大大降低了运算复杂度。 例如, £设 Lc=256, L=128 , 那么, 时域卷积需要 256*128=32768复数乘运算;而釆用频域法时, 假设 L fft = 512, 则仅需要 512*log 2 512+512=5120复数乘运算。 发明内容

有鉴于此, 本发明的主要目的在于在频域法的基础上提供 一种实现 CDMA多径搜索的分段频域方法及装置,能够进 步降低总的运算复杂度, 同时降低成本。

为达到上述目的, 本发明的技术方案是这样实现的:

一种实现多径搜索的分段频域方法, 包括:

将伪码序列切成预设数量个子序列段;

将输入信号序列结尾补零扩展后, 分割成预设数量个相互部分重叠的 子序列段;

对每个分段分别进行频域搜索, 并对各分段的频域搜索结果进行叠加 合并。

所述将伪码序列切成预设数量个子序列段包括 :

将长度为 Lc的所述伪码序列 c切成预设数量 K个子序列段, 分别为 c(l),c(2),...,c(K), 每段长为 N, 且满足 K*N=Lc; N=L+LQ, 其中, L。是使 得 N=L+Lo是 2的指数的最小整数;

其中, L是所搜索的信道的时域长度, Lc是 CDMA本地伪码的长度并 且其长度为 2的幂, 且 L〈Lc。

所述将输入信号序列结尾补零扩展后, 分割成预设数量个相互部分重 叠的子序列段包括:

所述输入信号序列 X长度为 (L+Lc),将所述输入信号序列 X结尾补零扩 展到长度满足 K*N+L+L。= (K+1)*N;

将经过补零扩展后的输入信号序列分割成预设 数量 K个相互部分重叠 的子序列段, 分别为 x(l),x(2),...,x(K), 且每个子序列段的长度为 2N。

所述对每个分段分别进行频域搜索为: 利用现有不分段的频域搜索方 法实现。

所述对各分段的频域搜索结果进行叠加合并包 括:将预设数量 K个分段 分别输出的频域搜索结果 y。(l) , y 0 (2), y。(K)全部按照公式 (2)叠加合并 得到最终频域搜索结果 y 0

一种实现多径搜索的分段频域装置, 至少包括: 伪码序列分段模块、 输入信号序列分段模块、预设数量 K个频域搜索模块, 以及合并处理模块, 其中,

伪码序列分段模块, 用于将伪码序列切成预设数量个子序列段; 输入信号序列分段模块, 用于将输入信号序列结尾补零扩展后, 分割 成预设数量个相互部分重叠的子序列段;

各频域搜索模块, 用于根据来自伪码序列分段模块的 k伪码子序列段, 以及来自输入信号序列分段模块的第 k输入信号子序列段, 对第 k分段进 行频域搜索,并将第 k分段搜索结果输出给合并处理模块;其中 k为 1或 2 , ... 或 K;

合并处理模块, 用于对各分段的频域搜索结果进行叠加合并, 得到最 终频域搜索结果。 从上述本发明提供的技术方案可以看出, 本发明釆用在将整个卷积段 分拆成多个较短的卷积段, 在每个子段上进行频域分段搜索, 进一步降低 了总的运算复杂度; 而且, 如果用 FFT硬件加速器完成的话, 可用小尺寸 的 FFT替代原需要大尺寸 FFT才能完成的搜索,降低了硬件实现的复杂度 , 从而降低了成本, 而且可以重复利用原有的小尺寸的 FFT模块。 附图说明

图 1为现有 CDMA多径搜索的示意图;

图 2为现有频域搜索器的组成框图;

图 3为本发明实现多径搜索的方法的流程图;

图 4为本发明多径搜索的方法中伪码数据块分割 实现示意图; 图 5为本发明多径搜索的方法中输入数据块分割 实现示意图; 图 6为本发明多径搜索的方法中分段卷积和合并 实现示意图; 图 7为本发明实现多径搜索的装置的组成结构示 图。 具体实施方式

图 3为本发明实现多径搜索的方法的流程图, 如图 3所示, 包括: 步骤 300: 将伪码序列切成预设数量个子序列段。

假设 L是所搜索的信道的时域长度, Lc是 CDMA本地伪码的长度并 且其长度为 2的幂; 并^^设 L〈Lc, 即伪码序列的长度长于信道的长度。 图 4为本发明多径搜索的方法中伪码数据块分割 实现示意图, 如图 3所 示,

本步骤中, 将长度为 Lc的伪码序列 c切成预设数量 K个子序列段, 分 别为 c(l),c(2),...,c(K), 每段长为 N, 且满足 K*N=Lc。 而 N=L+Lo, 其中, L 0 是使得 N=L+L Q 是 2的指数的最小整数, 即 2N也是 2的指数。

步骤 301 : 将输入信号序列结尾补零扩展后, 即可分割成预设数量个相 互部分重叠的子序列段。

图 5为本发明多径搜索的方法中输入数据块分割 实现示意图,如图 5 所示, 本步骤中, 将长度为 (L+Lc)输入信号序列 X结尾补 L。个零扩展到长 度满足 K*N+L+L 0 = (K+1)*N。 然后, 按照图 5将其分割成预设数量 K个相 互部分重叠的子序列段, 分别为 x(l),x(2),...,x(K), 且每段长度为 2Ν。

步骤 302: 对每个分段分别进行频域搜索, 并对各分段的频域搜索结果 进行叠加合并。

图 6为本发明多径搜索的方法中分段卷积和合并 实现示意图, 如图 6 所示, 共有 Κ个分段。 以第 k个分段为例, 在第 k个分段, 第 k个输入信号子 序列 x(k)和第 k个伪码子序列 c(k)为两个输入, 釆用现有频域法在该第 k段上 完成频域搜索, 得到该段的长度为 L输出子向 y。(k);

最后, 将预设数量 K个分段分别输出的结果 y Q (l), y 0 (2), y。(K)全部 按照公式 (2)叠加合并得到最终频域搜索结果 y 0 :

y 0 =y 0 (X)+y 0 (2)+...+y 0 {K) (2) 与现有频域法相比:

这里, 仅考虑对输入信号的 FFT运算, 本地伪码的 FFT运算可离线得 到。 于是, 现有不分段的频域法所需的复乘法和复加法数 如下:

其中, 所需的复乘法为: 对扩展输入信号作 FFT需要复乘法数为: tog 2 ½; 其中, L fft 是大于

Lx, 且满足为 2 的指数的最小整数。

输入信号 FFT的结果同伪码 FFT的结果相乘需要复乘法数为: L fft 作 IFFT需要复乘法数为: tog 2 L fft ; 这样将三部分相加, 总的所需的复乘法数为: L (l + l。g 2 L )。

类似地, 所需的总的复加法数为: 2L fft \og 2 L fft 。 如果 Lc〉 L, 则仅有 L fft 〉 2L c , 总的复乘法数 > 2L c (l + log 2 2L c ) , 总的复 力口数 > 4L c log 2 2L c

而本发明分段法下的频域法中, 所需的复乘法和复加法数如下: 如 果 Lc 〉 L , 则 仅 有 L C =KN , 总 的 复 乘 法 数 = 2^(1 + log 2 2N) = 2L C (1 + log 2 2N) , 总的复力口法数 = 4 log 2 2N = 4L C log 2 2N。

显然, 与现有不分段的频域法比较, 本发明分段法下的频域法所需的 复运算量小于不分段的频域法的。 因此, 本发明釆用的在将整个卷积段分 拆成多个较短的卷积段, 在每个子段上进行频域分段搜索, 进一步降低了 总的运算复杂度; 而且, 如果用 FFT硬件加速器完成的话, 由于釆用了分 段处理, 可用小尺寸的 FFT替代原需要大尺寸 FFT才能完成的搜索, 降低 了成本。

针对本发明方法, 还提供一种实现多径搜索的装置, 其组成结构示意 图如图 7 所示, 至少包括: 伪码序列分段模块、 输入信号序列分段模块、 预设数量 K各频域搜索模块即第一频域搜索模块、 第二频域搜索模块…第 预设数量 K频域搜索模块, 以及合并处理模块, 其中,

伪码序列分段模块, 用于将伪码序列切成预设数量个子序列段; 输入信号序列分段模块, 用于将输入信号序列结尾补零扩展后, 分割 成预设数量个相互部分重叠的子序列段;

各频域搜索模块, 用于根据来自伪码序列分段模块的 k伪码子序列段, 以及来自输入信号序列分段模块的第 k输入信号子序列段, 对第 k分段进 行频域搜索,并将第 k分段搜索结果输出给合并处理模块;其中 k为 1或 2 , . . . 或 K; 即:

第一频域搜索模块, 用于根据来自伪码序列分段模块的第 1伪码子序 列段, 以及来自输入信号序列分段模块的第 1 输入信号子序列段, 对第 1 分段进行频域搜索, 并将第 1分段搜索结果输出给合并处理模块; 第二频域搜索模块, 用于根据来自伪码序列分段模块的第 2伪码子序 列段, 以及来自输入信号序列分段模块的第 2输入信号子序列段, 对第 2 分段进行频域搜索, 并将第 2分段搜索结果输出给合并处理模块; 第预设数量 K频域搜索模块, 用于根据来自伪码序列分段模块的第 K 伪码子序列段,以及来自输入信号序列分段模 块的第 K输入信号子序列段, 对第 K分段进行频域搜索, 并将第 K分段搜索结果输出给合并处理模块; 合并处理模块, 用于对各分段的频域搜索结果进行叠加合并, 得到最 终频域搜索结果。

以上所述, 仅为本发明的较佳实施例而已, 并非用于限定本发明的保 护范围, 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改 、 等同替换和改进 等, 均应包含在本发明的保护范围之内。