专利名称：一种实现多径搜索的分段频域方法及装置的制作方法
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采用的快速傅里叶变换(FFT)的大小有夫。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I为现有频域法CDMA多径搜索的示意图，如图I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。假设信道捜索长度为L(単位码片)，那么，Lx — L+Lc。频域法是将长度为Lx的X补零扩展到Lfft，Lfft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Lfft点FFT运算完成多径搜索。其数学原理可用公式⑴给出
y IFhT {dia^FfiT {G[l,*]}] x FfiT {x} }
LyJ⑴在公式⑴中，X是将长度为Lx的X补零扩展到Lfft后的输入信号序列，FFTO为长度为Lfft的FFT变换；G[1，*]为将长度为Lc本地伪码序列补零扩展到Lfft后的伪码序列；IFFT ()是长度为Lfft的FFT逆变换，FFT逆变换的结果为ー个长度为Lfft的向量y，该向量I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，假设Lc = 256，L= 128，那么，时域卷积需要256*128 = 32768复数乘运算；而采用频域法时，假设Lfft = 512，则仅需要512*log2512+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，能够进一歩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井。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),姆段长为N,且满足K*N = Lc ；N = L+L。,其中，L0是使得N = L+L0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+LQ = (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 (I)，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％(1) ,Y0 (2),..., Y0(K)全部按照公式(2)叠加合并得到最终频域搜索结果Yo°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个频域捜索模块，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分段进行频域捜索，并将第k分段搜索结果输出给合并处理模块；其中k为I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，得到最終频域搜索结果。从上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明采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捜索，进ー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才能完成的捜索，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。
图I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的实现示意图5为本发明多径搜索的方法中输入数据块分割的实现示意图；图6为本发明多径搜索的方法中分段卷积和合并的实现示意图；图7为本发明实现多径搜索的装置的组成结构示意图。
具体实施例方式图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；并假设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的实现示意图，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(I)，c (2)，. . .，c (K)，每段长为N，且满足K*N = Lc。而N = L+L。，其中，L0是使得N = L+L0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的实现示意图，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Ltl个零扩展到长度满足K*N+L+U= (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 (I)，X (2)，...，X (K)，且每段长度为2N。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
I=I TT。图6为本发明多径搜索的方法中分段卷积和合并的实现示意图，如图6所示，共有K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，采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输出子向量y0(K)；最后，将预设数量K个分段分别输出的结果7(|(1)，％(2)，...，ytl(K)全部按照公式
(2)叠加合并得到最終频域搜索结果y0 = y0 ⑴ +y0 ⑵ + . . +y0 (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^log2 Lfft淇中，Lfft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=Lfft ;作IFFT需要复乘法数为^og2Lfff;这样将三部分相加，总的所需的复乘法数为Lfft (l+log2 Lfft)。
类似地，所需的总的复加法数为2Lfftlog2Lfft。如果Lc > L,则仅有Lfft > 2LC,总的复乘法数ミ2LC (l+log22Lc)，总的复加数彡4LCIog2 2LC。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 Lc = KN,总的复乘法数=2KN(l+log22N) = 2LC(l+log22N)，总的复加法数=4KNlog22N = 4LC log22N。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，本发明采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捜索，进ー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，由于采用了分段处理，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分段进行频域捜索，并将第k分段捜索结果输出给合并处理模块；其中k为I或2，...或K ;SP :第一频域搜索模块，用于根据来自伪码序列分段模块的第I伪码子序列段，以及来自输入信号序列分段模块的第I输入信号子序列段，对第I分段进行频域捜索，并将第I分段捜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分段进行频域捜索，并将第2分段捜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分段进行频域捜索，并将第K分段捜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，得到最終频域搜索结果。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。
权利要求
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井。
2.根据权利要求I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 (I)，c (2)，...，c (K)，每段长为N，且满足K*N = Lc ；N = L+U，其中，L0是使得N = L+L0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的冪，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+L0 = (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 (I)，X (2)，. . .，X (K)，且每个子序列段的长度为2N。
4.根据权利要求I 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，其特征在干，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(I) ,y0(2),...,y0 (K)全部按照公式(2)叠加合并得到最終频域搜索结果10。
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K个频域捜索模块，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分段进行频域捜索，并将第k分段捜索结果输出给合并处理模块；其中k为I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，得到最終频域搜索結果。
全文摘要
本发明公开了一种实现多径搜索的分段频域方法及装置，本发明采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，由于采用了分段处理，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。
文档编号H04J13/00GK102655420SQ201110050329
公开日2012年9月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者沈承科 申请人:中兴通讯股份有限公司