CN102064903A - 一种生成基础解调参考信号zc序列的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生成基础解调参考信号ZC序列的方法，根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的

所述

为小于用户终端所占资源单元数量的最大质数，其中，生成序号为m的ZC序列时，，基于所述

针对所述m进行取模运算，获得运算结果K；根据所述K执行质数分解，获得至少两个质数；根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的所述至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。这样，可以有效降低系统生成ZC序列时所需的存储容量，从而降低了存储所需的硬件成本，进而大大降低了系统的运行负荷，提高了系统性能。本发明同时公开了一种生成ZC序列的装置。

Description

一种生成基础解调参考信号ZC序列的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种生成基础解调参考信号ZC序列的方法及装置。

背景技术

在长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中，随机接入信道(Random Access Channel，RACH)、上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)、上行控制信道(Physical Uplink Control Channel，PUCCH)和Sounding信道的解调参考信号(demodulation reference signal)都是基于基础解调参考信号Zadoff-Chu(简称ZC)序列生成的。

ZC序列的公式定义如下：

$x_q\left(m\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πqm}(m+1)}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}},$ $0\≤m\≤N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}-1$ 公式1

q代表第q条ZC根序列，为小于用户终端所占资源单元(Resource Element，RE)数量中最大的质数，它的值在不同的信道中取值范围不同，例如，在PUSCH中取值最多可达32种。

实际应用中，系统运行时若实时地执行公式1来生成ZC序列(即执行指数运算：

)，则会由于算法执行复杂度过高，从而导致系统中出现过长的延迟，进而严重影响系统性能。

针对上述问题，现有技术下，提出了一种解决方案，具体为，将公式1进行变形，其内容如下：

$x_q\left(m\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πqm}(m+1)}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}}=e^{-\frac{j2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RB}}}q\left(\frac{m(m+1)}{2}\right)},$ $0\≤m\≤N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}-1$ 公式2

将每一个

对应的序列

以cosα+jsinα(因为e^jα＝cosα+jsinα)的方式存储起来，利用指数值在圆周上分布的周期特性。用

(表示用

对qm(m+1)/2取模的结果)的值查表求

那么，显然，存储量的大小成了算法设计的关键问题。

以PUSCH为例，(在PUSCH中

的取值最多，因此需要的存储容量也最大)，值为32个，其内容如表1所示：

表1

如表1所示，所有

的取值的和为14928，假设

以cosα+jsinα的形式表示，并且实虚部各量化16位，则需要的存储空间为14928×16×2＝477_696bit；进一步地，若考虑到

在2π周期内关于π的对称性，则存储容量可以减少一半，即477_696/2＝238_848bit。

从上述方法可以看出，即使采用了公式2，将保存

取值所用的存储空间降低了一半，还是会占用系统大量的存储空间，从而增加系统的运行负荷。有鉴于此，需要提供一种新的ZC序列的生成方法，以进一步节省系统的存储空间。

发明内容

本发明实施例提供一种生成ZC序列的方法及其装置，用以节省系统执行运算时所需的存储空间。

本发明实施例提供的具体技术方案如下：

一种生成基础解调参考信号ZC序列的方法，根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的

所述为小于用户终端所占资源单元数量的最大质数，其中，生成序号为m的ZC序列时，包括：

基于所述

针对所述m进行取模运算，获得运算结果K；

根据所述K执行质数分解，获得至少两个质数；

根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的所述至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。

根据上述方法，其中，

若所述K为偶数，则根据所述K执行质数分解时，直接将所述K分解为至少两个质数之和。

所述根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘，以生成最终的ZC序列。

若所述K为奇数，则计算

并将所述L分解为至少两个质数之和。

采用公式

进行所述取模运算，其中，q代表第q条ZC序列，m为第q条ZC序列的序号。

所述根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘并执行共轭运算，以生成最终的ZC序列。

一种生成基础调制参考信号ZC序列的装置，该装置根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的

所述

为小于用户终端所占资源单元数量的最大质数，包括：

存储单元，用于保存预设的质数，以及对应各质数生成的ZC序列；

初始处理模块，用于在生成序号为m的ZC序列时，

基于所述

针对所述m进行取模运算，获得运算结果K；

质数分解模块，用于根据所述K执行质数分解，获得至少两个质数；

序列生成模块，用于根据获得的所述至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的所述至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。

基于上述装置，其中，

若所述K为偶数，则所述质数分解模块根据所述K执行质数分解时，直接将所述K分解为至少两个质数之和。

所述序列生成模块根据获得的所述至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘并执行共轭运算，以生成最终的ZC序列。

若所述K为奇数，则所述质数分解模块计算

并将所述L分解为至少两个质数之和。

所述序列生成模块根据获得的所述至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘，以生成最终的ZC序列。

实际应用中，由于小于一个偶数的质数的数量大约为该偶数的1/6，相应存储容量最少降低到原来的1/6，因此，采用本发明实施例提供的技术方案，可以有效降低系统生成ZC序列时所需的存储容量，从而降低了存储所需的硬件成本，进而大大降低了系统的运行负荷，提高了系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例中生成ZC序列的装置功能结构图；

图2为本发明实施例中装置生成ZC序列流程图。

具体实施方式

在LTE系统中，当系统执行ZC序列的生成运算时，为了节省所需的存储空间，以降低系统运行负荷，本发明实施例中，提出了一种基于哥德巴赫猜想的因数分解方法来生成ZC序列，具体为：根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的

为小于用户终端所占资源单元RE数量的最大质数，其中，生成序号为m的ZC序列时，

基于

针对m进行取模运算，获得运算结果K；再根据K执行质数分解，获得至少两个质数；最后，根据获得的至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。

下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

参阅图1所示，本发明实施例中，用于生成ZC序列的装置包括存储单元10、初始处理模块11、质数解数模块12和序列生成模块13：该装置根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的

为小于用户终端所占资源单元RE数量的最大质数，其中，

存储单元10，用于保存预设的质数，以及对应各质数生成的ZC序列；

初始处理模块11，用于在生成序号为m的ZC序列时，

基于

针对m进行取模运算，获得运算结果K；

质数分解模块12，用于根据K执行质数分解，获得至少两个质数；

序列生成模块13，用于根据获得的至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。

基于上述系统架构，本发明实施例中，提出的新的ZC序列的生成方法主要是基于因数分解。因数分解的方法有很多种，本发明实施例采用的主要是把一个整数分解成两个整数的和的方法，而此类方法中最有效的分解方法是基于哥德巴赫猜想的一种因数分解方法。

首先介绍一下哥德巴赫猜想。哥德巴赫猜想的具体陈述为：任一大于2的偶数都可以表示成两个质数之和。将任一给定的偶数分解为两个质数之和的形式的过程称为哥德巴赫分割，例如：

4＝2+2；

6＝3+3；

8＝3+5；

10＝3+7＝5+5；

14＝3+11＝7+7；

...

经统计，小于某一偶数的所有质数的个数约为该偶数的1/6，例如小于1200的所有质数为196个。

基于上述规律，本申请实施例中，仍采用公式2作为ZC序列的生成公式：

$x_q\left(m\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πqm}(m+1)}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}}=e^{-\frac{j2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RB}}}q\left(\frac{m(m+1)}{2}\right)},$ $0\≤m\≤N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}-1$ 公式2

上述公式2，对于任意给定的一组参数q、m和

假设：

$K=\mathrm{mod}(\mathrm{qm}(m+1)/2,N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}});$

其中，mod为取余运算。

那么，首先要判断K的奇偶性，如果K是偶数，则基于哥德巴赫猜想，将K分解为：K＝Z0+Z1，Z0和Z1为两个质数；

接着，获取对应Z0和Z1预设的ZC序列，

和

这样

便可以生成最终的K对应的ZC序列。

如果K是奇数，

为奇数(

为质数，所以一定为奇数)，那么

一定为偶数，可以写成两个质数的和，再根据三角函数的共轭特性(即

)便可以通过过计算L对应的ZC序列得到K对应的ZC序列。

这样对于任何一个

我们只需要存储其分解后得到的质数对应的ZC序列(即

)的取值就可以满足系统整体采用公式x_q(m)生成ZC序列的需要。

基于上述原理，参阅图2所示，本实施例中，LTE系统中的系统装置生成ZC序列的详细流程如下：

步骤300：确定采用公式

并计算

的取值。

步骤310：判断计算得到的K的取值是偶数还是奇数？若是偶数则进行步骤320；否则，进行步骤350。

步骤320：将K分解为两个质数，即K＝Z0+Z1。

步骤330：获取对应Z0和Z1分别预设的ZC序列，即获得

和

步骤340：将获得的对应Z0和Z1分别预设的ZC序列相乘，以生成最终的ZC序列Xq(m)，即：

$x_q\left(m\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πqm}(m+1)}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}}=e^{-\frac{j2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RB}}}q\left(\frac{m(m+1)}{2}\right)}=e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}Z0}*e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}Z1}$

步骤350：计算 $L=N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}-K.$

步骤360：将L分解为两个质数，即L＝Z0′和Z1′。

步骤370：获取对应Z0′和Z1′分别预设的ZC序列，，即获得

和

步骤380：将获得的对应Z0′和Z1′分别预设的ZC序列相乘，以生成ZC序列Xq′(m)，即

步骤390：对Xq′(m)执行共轭运算，以生成的最终的ZC序列Xq(m)；即 $x_q\left(m\right)=e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}K}={\left(e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}L}\right)}^{*}={(e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}{Z0}^{\′}}*e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}}{Z1}^{\′}})}^{*}.$

采用上述实施例，由于将K进行了质数分解，而小于某个大于2的偶数的质数的个数为该偶数的以1/6，因此，只需要存储这1/6的质数对应的指数运算的结果，就可以通过组合相乘，得到所需的最终ZC序列的表达式。

下面以一个具体应用实施对上述流程进行说明。

设某用户设备(User Equipment，UE)占3个资源块(Resource Block，RB)，q＝1(q为公式1中参数)，一个RB对应12个resource element，简称RE，RE为资源单元，3个RB对应36个RE，而小于36的最大的质数是31，因此，3个RB对应的

为31，而小于31的质数有2，3，5，7，11，13，17，19，23，29共10个，而大于2小于31的所有偶数分解为两个质数和的形式如表2所示：

表2

偶数	质数Z0	质数Z1	偶数	质数Z0	质数Z1
						4	2	2	18	11	7
6	3	3	20	13	7
						8	5	3	22	11	11
10	5	5	24	13	11
						12	7	5	26	13	13
14	7	7	28	17	11
						16	11	5	30	17	13

丛表2中可以看出，在分解31以内的大于2的偶数时，使用到的质数有2，3，5，7，11，13，17，因此，需要针对上述质数预先保存

这些指数运算的取值，即可以生成

取值在31以内的ZC序列。

例如，当M＝6时，

$K=\mathrm{qm}(m+1)/2\mathrm{mod}{N}_{\mathrm{ZC}}^{\mathrm{RS}}$

$=21\mathrm{mod}31$

$=21$

21是个奇数，故计算L＝31-21＝10；根据哥德巴赫猜想可以将L写成两个质数之和，即L＝10-3＝7，那么，

$e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{31}*21}={\left(e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{31}(31-21)}\right)}^{*}$

$={(e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{31}*3}*e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{31}*7})}^{*}$

根据预存的

和

的取值，即可以得到

的取值，再对

进行共轭运算，即可以得到最终的ZC序列，即

当然，上述实施例也可以把分别为和

相乘的结果，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例中，在计算ZC序列之前，先对

进行质数分解，分解成两个质数之和，再对这两个质数进行相关指数运算，并对指数运算结果进行相乘，从而获得最终的ZC序列。这样，由于小于某一偶数的质数个数约为该偶数的1/6，那么存储所有分子为质数的

所需的存储容量最大，为存储全部

所需存储容量的1/6，显然，这有效地节省了系统的存储空间。

以一个具体数值对上述效果进行说明，经统计，用上述技术方案针对PUSCH中32种

计算对应的ZC序列，即

时，一共需要1664个质数，每个

的实部和虚部各量化为16位，则需要的存储容量为1664×32＝53_248bit，而存储全部

所需的存储容量477_696bit的约1/8.97，是存储一半

所需存储容量238_848的约1/4.485，由此可见，采用本发明实施例提供的技术方案可以有效降低系统生成ZC序列时所需的存储容量，从而降低了存储所需的硬件成本，进而大大降低了系统的运行负荷，提高了系统性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明中的实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明实施例中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，则本发明中的实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种生成基础解调参考信号ZC序列的方法，根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的所述

为小于用户终端所占资源单元数量的最大质数，其特征在于，生成序号为m的ZC序列时，

包括：

基于所述

针对所述m进行取模运算，获得运算结果K；

根据所述K执行质数分解，获得至少两个质数；

根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的所述至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述K为偶数，则根据所述K执行质数分解时，直接将所述K分解为至少两个质数之和。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘，以生成最终的ZC序列。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述K为奇数，则计算

并将所述L分解为至少两个质数之和。

5.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据获得的所述至少两个质数获取对应所述至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘并执行共轭运算，以生成最终的ZC序列。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，采用公式

进行所述取模运算，其中，q代表第q条ZC序列，m为第q条ZC序列的序号。

7.一种生成基础调制参考信号ZC序列的装置，该装置根据用户终端所占用的资源单元，确定生成ZC序列所需的

所述为小于用户终端所占资源单元数量的最大质数，其特征在于，包括：

存储单元，用于保存预设的质数，以及对应各质数生成的ZC序列；

初始处理模块，用于在生成序号为m的ZC序列时，

基于所述

针对所述m进行取模运算，获得运算结果K；

质数分解模块，用于根据所述K执行质数分解，获得至少两个质数；

序列生成模块，用于根据获得的所述至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列，再根据获得的所述至少两个ZC序列生成最终的ZC序列。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，若所述K为偶数，则所述质数分解模块根据所述K执行质数分解时，直接将所述K分解为至少两个质数之和。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述序列生成模块根据获得的所述至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘，以生成最终的ZC序列。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，若所述K为奇数，则所述质数分解模块计算并将所述L分解为至少两个质数之和。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述序列生成模块根据获得的所述至少两个质数获取对应该至少两个质数预设的至少两个ZC序列后，将获得的所述至少两个ZC序列相乘并执行共轭运算，以生成最终的ZC序列。

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