一种prach基带信号的idft及子载波映射实现方法
【专利摘要】本发明提供了一种长期演进（LTE）系统下PRACH基带信号的离散傅里叶逆变换（IDFT）及子载波映射实现方法。方法包括以下步骤：对前导序列N取共轭，分解为二维矩阵L×M，转换为小尺寸FFT运算；在序列同步模块控制下，使用载波调制因子对上述数据进行调制，完成子载波映射。本发明通过使用小尺寸FFT等效实现大尺寸IDFT，在序列同步模块控制下进行子载波映射，避免序列重排所带来的延时，解决了前导序列的大尺寸IDFT在硬件中难以实现的问题，减少了硬件消耗，同时还能够降低基带信号在产生过程中的失真与延时。本发明可根据带宽灵活配置，应用于不同的系统带宽下。
【专利说明】—种PRACH基带信号的IDFT及子载波映射实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，且更具体地涉及长期演进系统中PRACH (PhysicalRandom Access Channel,物理随机接入信道)基带信号生成中的大尺寸IDFT (InverseDiscrete Fourier Transform,离散傅里叶逆变换)和子载波映射实现方法。
【背景技术】
[0002]在LTE (Long Term Evolution,长期演进)无线通信系统的随机接入过程中，需要完成随机接入前导序列到PRACH物理层的映射，以生成并发送随机接入基带信号。
[0003]物理随机接入信道(PRACH)是承载随机接入过程的物理基础，包括一个随机接入前导序列的发送链路和一个前导序列接收检测链路，是实现随机接入过程的关键技术。
[0004]然而，随机接入前导序列的发送和接收链路分别涉及一个大尺寸的IDFT和DFT(Discrete Fourier Transform,离散傅里叶变换)运算，对于20MHz的频谱分配高达24576个点运算，在硬件中很难实现。因此，大尺寸IDFT/DFT的实现方法是实现随机接入物理链路的关键之处。
[0005]为了避免进行大尺寸IDFT运算，通常的一种选择方法是使用较小尺寸的IDFT，实际上是IFFT (Inverse Fast Fourier Transform,快速傅里叶变换)，且通过时域上采样和滤波(混合时频域形式)来完成随机接入基带信号的生成。但是采用此方法虽然降低了计算的复杂度，但生成的随机接入基带信号却存在较严重的失真。
[0006]因此，在随机接入物理链路的实现上，如何以最小的硬件消耗和尽量小的处理延时实现大尺寸的IDFT/DFT变换，`具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种长期演进(LTE)系统下PRACH基带信号的离散傅里叶逆变换(IDFT)及子载波映射实现方法。该方法通过将一维前导序列二维化，采用小尺寸FFT等效实现大尺寸IDFT，同时设计了两个序列同步器，控制完成载波映射，解决了随机接入物理链路中的大尺寸IDFT硬件实现困难，同时还能够降低基带信号在产生过程中的失真与延时。
[0008]实现本发明的具体技术手段有:
[0009]1.一种PRACH基带信号的IDFT及子载波映射实现方法，该方法通过FPGA (FieldProgrammable Gate Array,即现场可编程门阵列)硬件平台实现，由前导序列提取控制模块(I)、取共轭一模块(2)兵乓FFT模块(3)、序列同步模块一(4)、乘法器一(5)、旋转因子产生(6)、中间数据缓存模块(7)、兵乓DFT模块(8)、序列同步模块二(9)、取共轭二(10)、乘法器二( 11 )、调制因子产生模块(12)、输出基带信号缓存(13)、前缀插入(14)构成，其特征在于:[0010]1.1.根据公式:
【权利要求】
1.一种PRACH基带信号的IDFT及子载波映射实现方法，该方法通过FPGA (FieldProgrammable Gate Array,即现场可编程门阵列)硬件平台实现，由前导序列提取控制模块(I)、取共轭一模块(2)兵乓FFT模块(3)、序列同步模块一(4)、乘法器一(5)、旋转因子产生(6)、中间数据缓存模块(7)、兵乓DFT模块(8)、序列同步模块二(9)、取共轭二(10)、乘法器二(11)、调制因子产生模块(12)、输出基带信号缓存(13)、前缀插入(14)构成，其特征在于:
2.根据权利要求1所述的一种PRACH基带信号的IDFT及子载波映射实现方法，其特征在于:所述步骤1.2中第一阶段，首先进行M次L点FFT运算:
3.根据权利要求1所述的一种PRACH基带信号的IDFT及子载波映射实现方法，其特征在于:所述步骤1.2中，序列同步模块一(3)和M次L点FFT运算并行工作，控制乒乓FFT模块(3)的工作，并同步控制特定旋转因子(6)的产生，以及控制FFT变换的结果与特定旋转因子(6)相乘，以提高处理速度。
4.根据权利要求1所述的一种PRACH基带信号的IDFT及子载波映射实现方法，其特征在于:所述步骤1.3中，序列同步模块二(6)提供IDFT序列的同步地址，最终的IDFT序列不需要重新排序，节省处理时间;该同步地址与上层指示的频域位置索引(炉+尤(岣+1/2))共同组成了载波调制因子的相位；由调制因子的相位通过相位因子产生模块(7)完成相位到复数调制因子的转换；使用载波调制因子调制IDFT变换后的数据，完成子载波映射，并在序列同步模块二(9)的控制下，将基带数据(有用部分)写入存储器(13)，并插入循环前缀(14)。`
【文档编号】H04L27/26GK103873219SQ201210553299
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2012年12月18日
【发明者】何苏勤, 邹家畅, 刘兵, 唐安, 王泽 , 梅祥 申请人:北京化工大学