专利名称：用于cdma的卷积实现方法、运算装置及无线接收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通讯技术领域，更具体地说，涉及用于CDMA的卷积实现方法、运算装置及无线接收设备。
背景技术：
CDMA (Code Division Multiple Access，码分多址)技术，由于其具有抗干扰能力强、传输带宽大、抗衰减能力强、电磁辐射低以及安全性强等诸多优点，从而在通讯领域具有很强的竞争力。CDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户的信号分离开来。在实际的CDMA移动通信系统中，由于各个用户信号之间存在一定的相关性，所以会存在多址干扰(multiple acess interfere, MAI)。利用MAI中的先验信息而将所有用户信号的分离看作一个统一的过程的信号分离方法称为多用户检测技术。根据对MAI处理方法的不同，多用户检测技术可以分为干扰抵消和联合检测两种。其中，联合检测技术则指的是充分利用MAI，一步之内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离技术。在使用联合检测技术的方法进行多个用户信号的分离过程中，卷积处理是上行接收处理必不可少的环节。由于基于CDMA技术的通信协议没有CP (cyclic prefix，循环前缀)，不符合圆卷积的特点，上行卷积处理无法采用FFT (Fast Fourier Transform,快速傅立叶变换)或IFFT (Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶反变换)来进行简化处理。通过上述描述可以得出，在现有技术中，一般需要采用复乘累加的办法实现卷积处理；从而使得当卷积处理应用于VLSI (Very Large Scale Integrated circuits，超大规模集成电路)、ASIC (Application Specific Integrated Circuits，专用集成电路)、 FPGA (Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或 DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理)等数字处理器件上时，其功耗和资源消耗很大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了用于CDMA的卷积实现方法、运算装置及无线接收设备，以解决现有技术存在的功耗和资源消耗过大的问题。本发明实施例是这样实现的一种应用于CDMA的卷积实现方法，包括当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时，将所述发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；将带入发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带后的卷积公式展开为卷积算式；将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式，将所述乘积算式简化为加、减、取反及交换运算中的任意一种或组合；获取所有乘积算式的乘积结果；完成所述乘积结果之间的加法运算，获取所述卷积算式的结果。此外，本实施例还提供了 CDMA卷积运算装置，包括发送序列选定模块，用 于当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时，将所述发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；卷积算式生成模块，用于将带入发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带后的卷积公式展开为卷积算式；卷积运算模块，用于将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式，将所述乘积算式简化为加、减、取反及交换运算中的任意一种或组合；获取所有乘积算式的乘积结果；卷积结果获取模块，用于完成所述乘积结果之间的加法运算，并获取所述卷积算式的结果。此外，本实施例还提供了无线接收设备，包括CDMA卷积运算装置；CDMA卷积运算装置包括发送序列选定模块，用于当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时，将所述发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；卷积算式生成模块，用于将带入发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带后的卷积公式展开为卷积算式；卷积运算模块，用于将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式，将所述乘积算式简化为加、减、取反及交换运算中的任意一种或组合；获取所有乘积算式的乘积结果；卷积结果获取模块，用于完成所述乘积结果之间的加法运算，并获取所述卷积算式的结果。通过上述技术方案可以得出，在本发明实施例中，当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时，通过将卷积公式展开为卷积算式，然后，将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式；由于码片长度矢量值的实部和虚部的取值范围为{1，0，-1}，所以带入码片长度矢量值的实部和虚部的取值的卷乘积算式中的乘法运算可以简化为加减法运算及取反运算，从而可以避免使用资源消耗较大的乘法器，进而也就节约进行卷积运算时对处理器的功耗和资源。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中所述卷积实现方法的流程图；图2为本发明实施例中所述系统矩阵A的矩阵示意图；图3为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的示意图4为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的又一示意图；图5为本发明实施例所述中简化乘积算式方法的又一示意图；图6为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的又一示意图；图7为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的又一示意图；图8为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的又一示意图；图9为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的又一示意图；图10为本发明实施例中所述简化乘积算式方法的又一示意图；图11为本 发明实施例中所述CDMA卷积运算装置的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在基于CDMA协议的发射设备发送无线信号数据后，基于CDMA协议接收端接收到信号数据，然后使用联合检测技术的方法进行多个用户信号的分离，以对信号数据进行上行接收处理，其中，卷积处理是上行接收处理必不可少的环节。参考图1，为了解决现有技术存在的功耗和资源消耗过大的问题，本发明实施例公开了一种基于CDMA协议接收端实现的用于CDMA的卷积实现方法，包括步骤S11、当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时，将发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；发明人在分析基于CDMA技术的通信协议时发现，在WCDMA和TD-SCDMA等通信协议中，无线接收设备接收到的基带信号发送序列为复值序列，其码片矢量值的实部和虚部的取值范围均为{1，0，-1}。具体的，在本发明实施例中，发送序列为复值序列可以包括导频序列和同步序列。在本发明实施例中，在通过联合检测技术对多个用户的信号进行信号分离过程中，当需要对为复值序列的发送序列进行卷积运算时，首先，将所述发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；具体的，以基于CDMA技术的无线接收设备接收到的基带信号含有K个用户，每个用户包括有P个数据符号，扩频码长为Q为例，其发送信号d的数据符号矢量为d =…’ d”，d··’4κ-υ)τ ；其中 τ 表示数学运算的矩阵转置。其接收信号e可以表示为e = (e0, e1 …，ePM+N_2)T，其中，M表示码片长度，N表示信道响应的多径长度；设表征系统特性的系统矩阵为A ；系统矩阵为A则存在关系e = Ad+n ；其中，噪声 η 表示为n = Ovn1, ···, nPM+N_2)T系统矩阵A具体的表达形式可以参考图2 ；其中，V称为组合信道响应块，它由各码道的组合信道响应b(k)构成，而b(k)又由扩频矩阵M(k)和信道响应h(k)构成。这几个矩阵或向量的表达式为ν = (b⑴，b⑵，...，b(k))
权利要求
1.一种用于CDMA的卷积实现方法，其特征在于，包括当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时，将所述发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；将带入发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带后的卷积公式展开为卷积算式；将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式，将所述乘积算式简化为加、减、取反及交换运算中的任意一种或组合；获取所有乘积算式的乘积结果；完成所述乘积结果之间的加法运算，获取所述卷积算式的结果。
2.根据权利要求1所述卷积实现方法，其特征在于，所述复值序列包括导频序列或同步序列。
3.根据权利要求1所述卷积实现方法，其特征在于，所述卷积公式为
4.根据权利要求1-3中任一项所述卷积实现方法，其特征在于， 所述码片矢量值的实部和虚部的取值均为1、0和-1。
5.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括 当码片的实部为1虚部为O时，所述乘积结果为与冲击响应矢量值相同的矢量值。
6.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括 当码片的实部为-1虚部为O时，所述乘积算式结果为对冲击响应矢量值实部取反和虚部取反后所得的矢量值。
7.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括 当码片的实部为O虚部为1时，所述乘积算式结果为对冲击响应矢量值中实部取反后所得的矢量值。
8.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括 当码片的实部为O虚部为-1时，所述乘积算式结果为对冲击响应矢量值中虚部取反后所得的矢量值。
9.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括 当码片的实部为1虚部为1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中实部值减去虚部值为实部，由冲击响应矢量值中实部值加上虚部值取为虚部得到矢量值。
10.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括当码片的实部为1虚部为-1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中实部值加上虚部值为实部，由冲击响应矢量值中虚部值减去实部值取为虚部得到矢量值。
11.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括当码片的实部为-1虚部为1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中实部值和虚部值相加后取负值为实部，由冲击响应矢量值中实部值减去虚部值取为虚部得到矢量值。
12.根据权利要求3所述卷积实现方法，其特征在于，所述获取所述乘积算式结果包括当码片的实部为-ι虚部为-1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中虚部值减去实部值为实部，由冲击响应矢量值中实部值和虚部值相加后取负值为虚部得到矢量值。
13.一种CDMA卷积运算装置，其特征在于，包括发送序列选定模块，用于当发送序列为复值序列，在对所述发送序列进行卷积运算时， 将所述发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；卷积算式生成模块，用于将带入发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带后的卷积公式展开为卷积算式；卷积运算模块，用于将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式，将所述乘积算式简化为加、减、取反及交换运算中的任意一种或组合；获取所有乘积算式的乘积结果；卷积结果获取模块，用于完成所述乘积结果之间的加法运算，并获取所述卷积算式的结果。
14.根据权利要求13所述卷积运算装置，其特征在于，所述码片矢量值的实部和虚部的取值均为1、0和-1 ；所述卷积运算模块具体用于当码片的实部为1虚部为O时，所述乘积结果为与冲击响应矢量值相同的矢量值； 当码片的实部为-1虚部为O时，所述乘积算式结果为对冲击响应矢量值实部取反和虚部取反后所得的矢量值；当码片的实部为O虚部为1时，所述乘积算式结果为对冲击响应矢量值中实部取反后所得的矢量值；当码片的实部为O虚部为-1时，所述乘积算式结果为对冲击响应矢量值中虚部取反后所得的矢量值；当码片的实部为1虚部为1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中实部值减去虚部值为实部，由冲击响应矢量值中实部值加上虚部值取为虚部得到矢量值；当码片的实部为1虚部为-1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中实部值加上虚部值为实部，由冲击响应矢量值中虚部值减去实部值取为虚部得到矢量值；当码片的实部为-1虚部为1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中实部值和虚部值相加后取负值为实部，由冲击响应矢量值中实部值减去虚部值取为虚部得到矢量值；当码片的实部为-1虚部为-1时，所述乘积算式结果为由冲击响应矢量值中虚部值减去实部值为实部，由冲击响应矢量值中实部值和虚部值相加后取负值为虚部得到矢量值。
15.一种无线接收设备，其特征在于，包括如权利要求13中所述CDMA卷积运算装置。
全文摘要
本发明实施例公开了用于CDMA的卷积实现方法、运算装置及无线接收设备，其中，用于CDMA的卷积实现方法包括当发送序列为复值序列，在对发送序列进行卷积运算时，将发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带入卷积公式；将带入发送序列的码片长度矢量值和信道响应的多径长度矢量值带后的卷积公式展开为卷积算式；将码片长度矢量值的实部和虚部的取值带入卷积算式中由码片矢量值和冲击响应矢量值相乘的乘积算式，将乘积算式简化为加、减、取反及交换运算中的任意一种或组合；获取所有乘积算式的乘积结果；完成乘积结果之间的加法运算，获取卷积算式的结果。
文档编号H04B1/7105GK102355280SQ20111029697
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者卢青 申请人:上海华为技术有限公司