一种cdma系统中快速相关计算的方法及装置的制作方法

专利名称：一种cdma系统中快速相关计算的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，特别涉及一种CDMA系统中快速相关计算的 方法及装置。
背景技术：
码分多址系统中，相关计算经常用到，以TD-SCDMA为例，在小区搜索 阶段接收数据要与32组64位的SYNC—DL码分别进行相关计算，目前一般采 用FFT进行一种快速相关计算。
FFT计算快速相关的方法如下
设终端接收到的数据为W = "，V),第/组SYNC—DL码为 {/)} = U(')，"'，^), &为接收的第i个数据片，。为接收的第2个数据片，4" 为第Z组SYNC—DL码第1个码片，f为第/组SYNC—DL码第2个码片，4 为第,组SYNC一DL码第64个码片。
(1 )计算接收数据的FFT序列 ,...,O浴[WA J
W为一段数据的长度，假设为128， 为待相关计算的数据
W二(r。,^… J的FFT序列。
(2 )把接收数据的FFT序列与补零后的SYNC—DL码的FFT序列共轭相
乘
{C =(Cc(,…,d)
W、为第,组SYNC—DL码的N长FFT序列，即先把SYNC—DL码后 面补零到N长，为的共轭。
(3)计算W)"的反FFT变换由于FFT的快速算法，以128长的数据与32组SYNC—DL计算为例，一 个128长度序列的FFT计算需要64x i0g2128 =64x7次的复数乘法和 128xi0g2i28=l28x7次复数加法，共需要计算1+32+32=65次FFT计算(数据 一次，SYNC—DL32次，还有IFFT32次)，现有技术的缺点就是在现有的软 件实现过程中，这一部分的计算量较大。

发明内容
为了在现有的软件实现过程中减少相关计算量，本发明实施例提供了 一种
CDMA系统中快速相关计算的方法，包括
终端接收待相关计算的数据并进行快速傅里叶变换；
确定多组实数PN序列 的快速傅里叶变换序列S(。和多组s(n)调制之后
的复数PN序列s'(")的快速傅里叶变换序列的第 一对应关系；
将多组^7)中的两组实数PN序列&(w)、 a(n)分别作为一组复数PN序列
x(")的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变
换序列,、S州；
才艮据S《"、S2("和所述第 一对应关系得到两组实凄t PN序列、们(")调
制后对应的两组复数PN序列&'(w)、"'(")的快速傅里叶变换序列sr(yt)、 对接收数据的快速傅里叶变换序列分别与、 &'(*)进行相关计算。 同时本发明实施例还提供一种CDMA系统中快速相关计算的装置，包括 接收计算模块用于接收待相关计算的数据并进行快速傅里叶变换； 第一确定模块用于确定多组实数PN序列的快速傅里叶变换序列
和多组s(w)调制之后的复数PN序列s'(n)的快速傅里叶变换序列S'(W的第一对
应关系；
实数变换模块用于将多组s(w)中的两组实数PN序列^(w)、 n(")分别作 为一组复数PN序列的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变换序列、 AO);
复数变换模块用于根据&("、 ^W和所述第一对应关系得到两组实数 PN序列、"(")调制后对应的两组复数PN序列,)、的快速傅里叶
变才奐序列Sr(A:)、 S2'(A:);
相关计算模块用于对接收数据的快速傅里叶变换序列分别与&'(A:)、 进行相关计算。
由上述本发明提供的具体实施方案可以看出，正是由于计算相关时，先不 计算PN经调制之后的复数序列，而是直接计算实数PN序列的FFT序列，然后找 出实数PN序列的FFT序列和复数PN序列的FFT序列之间的对应关系，再根据该 对应关系，经过一个简单的变换求得对应调制之后的复数PN序列的FFT序列， 从而达到减少计算量的目的。


图1为本发明提供的第一实施例方法流程图； 图2为本发明提供的第二实施例装置结构图。
具体实施例方式
结合本发明实施例进行详细说明，实数序列的FFT计算虽然可以直接把实 数当成复数序列计算，但这样比较浪费资源。为了后面对本发明实施例描述的 方便，先介绍一种计算实数序列的FFT的基本原理
一个N点FFT同时计算两个N点实序列的FFT的方法 设xl(n),x2(n)是彼此独立的两个N点实序歹'J,且Xl(k)=FFT[xl(n)], X2(k)-FFT[x2(n)] , Xl(k)和X2(k)分别为xl(n)，x2(n)的FFT序列。 可通过一次FFT运算同时获得Xl(k),X2(k)。算法如下 首先将xl(n)，x2(n)分别当作一复数序列x(n)的实部及虚部，令 x(n)=x 1 (n)+jx2(n)
通过FFT运算可获得x(n)的FFT值X(k)=FFT[xl(n)]+jFFT[x2(n)]=Xl(k)+jX2(k) ， X(k)为x(n)的FFT序列。 利用离散付里叶变换的共轭对称性
- 2 . (。
%2 (" = — * [ Jf— X* (iV 一 A)]
"为序列x(k)的第N-k个元素的共轭，*为FFT变换后序列的索引值。
因此有了 x(n)的FFT运算结果X(k)，由上式即可得到xl(n),x2(n)的FFT序 列Xl(k)、 X2(k)的^f直。
上述原理是信号处理的基本原理，证明略去。
码分多址系统中需要计算相关的PN序列(如SYNC—DL码) 一般都是由 一个实数的PN序列经过一个调制变换成复数PN序列，现有算法都是对复数 序列进行FFT计算。然而由实数序列到复数序列的调制变换关系比较筒单，因 此可以先计算实数序列的FFT，然后再经过简单变换得到复数序列的FFT。
本发明的方案就是对码分多址系统中复数PN序列，计算相关时，先不计 算实数PN序列经调制之后的复数PN序列，而是直接采用上述实数序列的FFT 计算方法计算其FFT，然后找出实数PN序列的FFT序列和复数PN序列(实 数PN序列对应调制之后的复数PN序列)的FFT序列之间的对应关系，再根 据该对应关系，经过一个简单的变换求得对应调制之后的复数PN序列的FFT 序列，从而达到减少计算量的目的。类似地，对于PN码的变换序列，也先不 计算其变换序列，而是找出PN码的变换序列的FFT序列和PN序列的FFT序 列之间的关系，达到减少计算量的目的。
本发明提供的第一实施例是的方法，方法流程如图l所示，下面为阐述本 发明的方法，仍以TD-SCDMA系统中小区搜索精同步过程中接收一段长 128chips的数据要与32组64位的SYNC一DL计算相关为例。
步骤101:终端在小区搜索阶段接收数据，并计算接收数据的FFT序列。—a^,...,;^)-尸尸nw^], w;v为接收数据的fft序列。
步骤102:确定实数PN序列 的FFT序列和s(")经QPSK调制之后 的复数PN序列; '(")的FFT序列的对应关系。
3GPP TS25.223中给出调制之前的SYNC—DL码为^Cv^,…，似)，调制之
后的复数SYNC—DL码为i' , '5' 5' "1，-" i-1"'"64 。而在求相关时， SYNC—DL码后要补上64个零，然后求128点FFT值，为了后面表述的方便， 这里重新假设补零之后的 SYNC—DL 码在调制之前为 s(")，" = 0， 1,......,N-1, N = 128.经QPSK调制之后的数据为s'(") ， s'(")=。
设序列 的FFT序列为柳,s的FFT序列为5"'("。<formula>formula see original document page 10</formula>
其中it为FFT变换后序列的索引值，"为为FFT变换前序列的索引值。
S'W-^(A-^)只是一个优选实施例，本领域技术人员可以根据不同的调 4
制由s(")得到不同的,进而得到S(/t)和S'(/t)不同的对应关系，如
则，=_卿_!)，证明和公式(2 )类似。 4
步骤103:将两组实数PN序列&(w)和"(w)分别作为一组复数PN序列;c(n) 的实部及虚部进行FFT变换，得到两组实数PN序列和的FFT序列。
s(")是一个实数序列即一组SYNC—DL码，这里我们设第一组SYNC—DL 码为&(;7)，第二组(也可以是非第一组的其它组)SYNC DL码为 S2(W)， 用前 面介绍的求实数序列FFT的方法，可以一次计算两组SYNC DL码 (其中&(")、"(")相当于前面介绍的求实数序列FFT的方法中的xl(n)、 x2(n))的FFT值，其中一组当成实部，另一组当成虚部。x(n)-sl(n)+js2(n)， sl(n)和s2(n) 分别为两组SYNC一DL码QPSK调制之前的数据，求得x(n)的FFT变换为 则
= —1[単)-I'(iV —() 5"《/fc)和分别为s《")、的FFT变换:序列u
步骤104:根据公式(2)和公式(3)得到对应的两组复数PN序列sr(n)、 "的FFT变换序列& 、 &'(A:) 把(2 )和(3 )组合起来后得到
<formula>formula see original document page 11</formula>注以上所有数据的寻址都是循环的，这在目前DSP上很容易实现。 步骤105:对^L分别与srW和S2'W进行相关计算，进一步确定接收信 号的相关性。
因此采用本发明32组SYNC—DL码只需要计算16次FFT, —次FFT计算 之后需经过(4)式的变换，即可得到两组复数SYNC一DL码的FFT。变换需 要带来一些额外的计算量，但这种方法不再需要对原始SYNC—DL码实数序列 进行调制，可节省32组SYNC—DL码的调制过程，这两者的计算量基本可以 抵消。因此本发明总的大约可以节省16次FFT计算的运算量，对目前DSP处 理方法大约可以节省3万多个cycles。这只是在一帧中节省的计算量，小区搜 索一般需要多帧计算；另外后面的midamble计算相关时可采用相同的方法进 一步节省计算量。
另外如果终端要在初始大频偏下进行小区搜索，需要给SYNC一DL预加一 个频偏，然后计算多组SYNC—DL码(每组32个)与接收数据的相关值，计算量将大大增加，但如果选取合适的预加频偏，则可以减少计算量。举例如下 设原始的SYNC—DL序列补零后为，其FFT变换之后的序列为， ,(")为对应的预加频偏之后的值，其FFT变换之后的序列为51，)。
'(")w(")e函，n=0......127
设/ = 10000历,则
(j>(")d
这里仅是以s"(")^0)e^为例进行说明，作为公知常识本领域技术人员可 知不同系统的,(n)和;y(w)会有不同的对应关系。本领域技术人员可以此重新确 定S和的对应关系。
这说明预加10 kHz之后的SYNC一DL序列的FFT序列根本不需要计算， 直接可以由原始SYNC一DL码的FFT序列得到，预加-10 kHz之后SYNC_DL 的FFT可以采用同样的方法，因此这种情况下每子帧可以节省32+32+16=80 次FFT计算，对目前DSP运算每子帧大约可以节省17万个cycles。
本发明提供的第二实施例是一种CDMA系统中快速相关计算的装置，其 结构如图2所示，包括
接收计算^t块201:用于终端接收待相关计算的数据并进行快速傅里叶变
换；
第一确定模块202:用于确定多组实数PN序列s(打)的快速傅里叶变换序列 SW和多组^(n)调制之后的复数PN序列s'(")的快速傅里叶变换序列S'(ifc)的第 一对应关系；实数变换模块203:用于将多组^7)中的两组实数PN序列力(w)、 《(")分别 作为一组复数PN序列x(n)的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组实数 PN序列快速傅里叶变换序列S《"、S《/t);
复数变换模块204:用于根据&(/fc)、 S2("和所述第一对应关系得到两组实 数PN序列力(")、调制后对应的两组复数PN序列^'(m) 、 的快速傅里 叶变换序列&'(A:)、
相关计算模块205:用于对接收数据的快速傅里叶变换序列分别与5V(/t)、 S (A;)进行相关计算。 进一步，根据
=》力" (")《《c/)、对)
w=0 =0 n=0
=0 "
=ysot-其中，；v为PN序列长度，/t为快速傅里叶变换后序列的
4
索引值，"为快速傅里叶变换前序列的索引值。
确定多组实数PN序列的快速傅里叶变换序列S(A:)和多组4")调制之后 的复数PN序列^'( )的快速傅里叶变换序列S'的第 一对应关系。
根据
=力(")+,求的快速傅里叶变换结果为义(/t),贝'J
S,(fc)-丄[X(/t) + J^(JV —"] - 2 . , iV为PN序列长度，/fc为快速傅里叶变换后序
& W == - * [ W) - _ W]
列的索引值，
将多组中的两组实数PN序列、 分别作为 一组复数PN序列 x(")的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变 换序列&("、,)。进一步，还包括
第二确定模块206:用于确定所述复数PN序列的快速傅里叶变换序列与 复数PN变换序列的快速傅里叶变换序列的第二对应关系；
变换序列模块207:用于根据复数PN序列的快速傅里叶变换序列与所述 第二对应关系确定复数PN变换序列的快速傅里叶变换序列。
进一步，根据
W-l W-l 乂2一
w )=(》( )e e )
:(i^(")《-"")-雄-1) , /预加频偏
确定所述实数PN序列的快速傅里叶变换序列与实lt PN变换序列的快速 傅里叶变换序列的第二对应关系。
明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
C , 、 -乂》-""、
=0
权利要求
1、一种CDMA系统中快速相关计算的方法，其特征在于，包括终端接收待相关计算的数据并进行快速傅里叶变换；确定多组实数PN序列s(n)的快速傅里叶变换序列S(k)和多组s(n)调制之后的复数PN序列s′(n)的快速傅里叶变换序列S′(k)的第一对应关系；将多组s(n)中的两组实数PN序列s1(n)、s2(n)分别作为一组复数PN序列x(n)的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变换序列S1(k)、S2(k)；根据S1(k)、S2(k)和所述第一对应关系得到两组实数PN序列s1(n)、s2(n)调制后对应的两组复数PN序列s1′(n)、s2′(n)的快速傅里叶变换序列S1′(k)、S2′(k)；对接收数据的快速傅里叶变换序列分别与S1′(k)、S2′(k)进行相关计算。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，确定多组实数PN序列s(w)的 快速傅里叶变换序列S(^和多组s(")调制之后的复数PN序列？(w)的快速傅里 叶变换序列的第 一对应关系具体为=A§( 《) " (2>2s(")e " )"(I>(")e w 4 4 )wM) w=0 w=0=ys^_互)其中，w为PN序列长度，yt为快速傅里叶变换后序列的 4索引值，w为快速傅里叶变换前序列的索引值。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，将多组s(w)中的两组实数PN 序列s,(n)、 "(n)分别作为一组复数PN序列jc(")的实部及虚部进行快速傅里叶 变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变换序列&(A:)、 &(0具体为jc(") = + >2("),求;c(")的快速傅里叶变换结果为义("，贝'J<formula>formula see original document page 3</formula>为序列X(k)的第N-k个元素的共轭，垂, iV为PN序列长度，^为快速傅里叶变换后序列的索引值。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，将两组实数PN序列 分别作为一组复数PN序列的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组 实数PN序列快速傅里叶变换序列、 5X"步骤后还包括确定所述复数PN序列的快速傅里叶变换序列与复数PN变换序列的快速 傅里叶变换序列的第二对应关系；根据复数PN序列的快速傅里叶变换序列与所述第二对应关系确定复数 PN变换序列的快速傅里叶变换序列。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述复数PN序列的快速 傅里叶变换序列与复数PN变换序列的快速傅里叶变换序列的第二对应关系具 体为<formula>formula see original document page 3</formula> /预加频偏。
6、 一种CDMA系统中快速相关计算的装置，其特征在于，包括 接收计算模块用于接收待相关计算的数据并进行快速傅里叶变换； 第一确定模块用于确定多组实数PN序列的快速傅里叶变换序列和多组^(w)调制之后的复数PN序列,(w)的快速傅里叶变换序列S'("的第一对应关系；实数变换模块用于将多组s(w)中的两组实数PN序列a(w)、们(n)分别作 为一组复数PN序列的实部及虛部进行快速傅里叶变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变换序列S《yt)、复数变换模块用于根据&("、 S2(A:)和所述第一对应关系得到两组实数 PN序列s《")、"(w)调制后对应的两组复数PN序列、们'(")的快速傅里叶 变才奂序列Si'(A:) 、 S2'(A:);相关计算模块用于对接收数据的快速傅里叶变换序列分别与&'("、 S2'W 进行相关计算。
7、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，根据<formula>formula see original document page 4</formula>)其中，W为PN序列长度，A为快速傅里叶变换后序列的 4索引值，"为快速傅里叶变换前序列的索引值，确定多组实数PN序列的快速傅里叶变换序列S(A:)和多组5(n)调制之后 的复数PN序列的快速傅里叶变换序列S'(/t)的第一对应关系。
8、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，根据x(") = a(") + >2(")，求x(")的快速傅里叶变换结果为X(A:)，则- 2. , iV为PN序列长度，/fc为快速傅里叶变换后序<formula>formula see original document page 4</formula>列的索引值，将多组中的两組实数PN序列s《")、分别作为 一组复数PN序列 x(w)的实部及虚部进行快速傅里叶变换，得到两组实数PN序列快速傅里叶变 换序列早)、碌)。
9、 如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括 第二确定模块用于确定所述复数PN序列的快速傅里叶变换序列与复数PN变换序列的快速傅里叶变换序列的第二对应关系；变换序列模块用于根据复数PN序列的快速傅里叶变换序列与所述第二 对应关系确定复数PN变换序列的快速傅里叶变换序列。
10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，根据<formula>formula see original document page 5</formula>=(》(")《_1)")=雖-^ /预力口频偏，确定所述实数PN序列的快速傅里叶变换序列与实数PN变换序列的快速 傅里叶变换序列的第二对应关系。
全文摘要
公开了一种CDMA系统中快速相关计算的方法及装置，为了在现有的软件实现过程中减少相关计算量，该方法包括终端接收待相关计算的数据并进行FFT变换；确定多组实数PN序列s(n)的FFT变换序列S(k)和多组s(n)调制之后的复数PN序列s′(n)的FFT变换序列S′(k)的第一对应关系；将多组s(n)中的两组实数PN序列s₁(n)、s₂(n)分别作为一组复数PN序列x(n)的实部及虚部进行FFT变换，得到两组实数PN序列FFT变换序列S₁(k)、S₂(k)；根据S₁(k)、S₂(k)和第一对应关系得到s₁(n)、s₂(n)调制后对应的两组复数PN序列s₁′(n)、s₂′(n)的FFT变换序列S₁′(k)、S₂′(k)；对接收数据的FFT变换序列分别与S₁′(k)、S₂′(k)进行相关计算，由于先计算实数PN序列的FFT序列再根据对应关系进行简单的变换求得复数PN序列的FFT序列，因此减少了计算量。
文档编号H04B7/216GK101547023SQ200810103000
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者兵 徐, 玉 王, 菁 田 申请人:联芯科技有限公司;大唐移动通信设备有限公司;上海大唐移动通信设备有限公司