CN103379084A - 用于在lte系统中生成接入信道前导码的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的各实施方式涉及一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法和设备。具体地，该方法可以包括：获取ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv；通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模；计算针对所述ZC序列的DFT序列；将所述DFT序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的IDFT的结果；以及插入CP，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。对应地，还提供了用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备。通过使用本发明的各实施方式能够更简单地实现在LTE系统中生成接入信道前导码。

Description

用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年4月24日递交的第61/637,411号美国临时申请的优先权，其公开内容通过引用的方式全部并入于此。

技术领域

本发明的各实施方式总体上涉及通信技术领域，并且更具体地，涉及一种用于在LTE(长期演进)系统中生成接入信道前导码的方法和设备。

背景技术

LTE项目是3G(第三代通信技术)的演进，其改进并增强了3G的空中接入技术，并且采用OFDM(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)作为其无线网络演进的唯一标准。3GPP(第三代合作伙伴项目)LTE项目主要设计用于提高移动电话网络的容量和速度。其中，Zadoff-Chu(ZC)序列可以用于在LTE系统中同步，因为其具有良好的相关性。

目前，在LTE接入前导码信号的生成过程中，需要对ZC序列进行离散傅立叶变换(DFT)和逆DFT(IDFT)运算。虽然现有方法很直接，但是其具有明显的缺点。首先，长度为P的ZC序列的DFT需要PlogP个算术运算；其次，长度为L(24576)的IDFT应当使用大缓冲器。此外，IDFT的处理延迟很大。这些事实将增加终端设备的成本并降低系统性能。

发明内容

本发明的各示例性实施方式的目的之一在于提供一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法和设备。

根据本发明一个方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法，例如可以包括：获取ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv；通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模；计算针对所述ZC序列的DFT序列；将所述DFT序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的IDFT的结果；以及插入CP(循环前缀)，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

根据本发明一个方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法，其中所述ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv可以根据LTE小区信息获取。

根据本发明一个方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法，其中通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模可以包括将所述参数u传递到二阶ACC-MOD(累加求模)，而将所述参数cv传递到一阶ACC-MOD，并且将计算的两个结果之和乘以1/P。

根据本发明一个方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法，其中计算针对所述ZC序列的DFT序列可以通过查找余弦-正弦表实现。

根据本发明一个方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法，其中所述ZC序列的长度P可以为139或者839，所述参数u可以为根的求模倒数，以及参数cv可以为循环位移参数。

根据本发明另一方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备，例如可以包括：获取装置，被配置为获取ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv；建模装置，被配置为通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模；计算装置，被配置为计算针对所述ZC序列的DFT序列；映射装置，被配置为将所述DFT序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的IDFT的结果；以及插值计算装置，被配置为插入CP，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

根据本发明另一方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备，其中所述ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv可以根据LTE小区信息获取。

根据本发明另一方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备，其中通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模可以包括将所述参数u传递到二阶ACC-MOD，而将所述参数cv传递到一阶ACC-MOD，并且将计算的两个结果之和乘以1/P。

根据本发明另一方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备，其中计算针对所述ZC序列的DFT序列可以通过查找余弦-正弦表实现。

根据本发明另一方面的某些实施方式，提供了一种用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备，其中所述ZC序列的长度P可以为139或者839，所述参数u可以为根的求模倒数，以及参数cv可以为循环位移参数。

本发明的各实施方式借助于ACC-MOD，以一种简便的方式在LTE系统中生成接入信道前导码。本发明各实施方式的优势在于：首先，ZC序列的DFT在大约P次运算中可以得以有效计算，这可以提供较低的复杂度和较少的存储器成本；其次，利用插值滤波器以小尺寸实现了大尺寸IDFT，从而仅需要较小的存储器缓冲器；另外，该缓冲器还可以与其他信号生成进行共享。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施方式的特征、优点及其他方面将变得更加明显，其中：

图1是示意性示出了根据现有技术在LTE系统中生成接入信道前导码的方法的流程图；

图2是示意性示出了根据本发明各实施方式用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法的流程图；

图3是示意性示出了根据本发明各实施方式用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备的框图；

图4是示意性示出了ACC-MOD架构的示意图；

图5是示意性示出了根据本发明的一个实施方式在LTE系统中生成接入信道前导码的方法的流程图；以及

图6是示意性示出了将从本发明示例性实施方式中受益并且可以是本发明示例性实施方式示例装置的移动终端的框图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。

图1是示意性示出了根据现有技术在LTE系统中生成接入信道前导码的方法100的流程图。如图1所示，方法100可以包括：通过首先将ZC序列的长度为P的DFT带上可选的循环位移来生成前导码，其中根据LTE标准，P可以为139或839，关于其他细节可以参照LTE标准36.211。然后，将所得到的频域序列映射到具有P个子载波的子块。最后，使用长度为L的IDFT，其中，对于长前导码(即，P为839)，L等于24576；并且，对于短前导码(即，P为139)，L等于4096。

尽管图1所示的方法很直接，但是其具有明显的缺点。首先，长度为P的ZC序列的DFT需要PlogP个算术运算；其次，长度为L(24576)的IDFT应当使用大缓冲器。此外，IDFT的处理延迟很大。这些事实将增加终端设备的成本并降低系统性能。

图2是示意性示出了根据本发明各实施方式用于在LTE系统中生成接入信道前导码的方法200的流程图。如图2所示，在框S201中，获取ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv。

在一个示例性实施方式中，其中所述ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv可以根据LTE小区信息获取。具体地，在LTE接入前导码信号的生成过程中，例如可以通过DSP(数字信号处理器)根据该LTE小区信息，获取所述ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv。其中，所述ZC序列的长度P可以为139或者839，所述参数u可以为根的求模倒数，以及参数cv可以为循环位移参数。

根据本发明的示例性实施方式，在框S202中，通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模。

在一个示例性实施方式中，其中通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模可以包括将所述参数u传递到二阶ACC-MOD，而将所述参数cv传递到一阶ACC-MOD，并且将计算的两个结果之和乘以1/P。具体地，ZC序列的索引(I)与其相位(θ)相关联，并且参数u与ZC序列的索引的平方(I²)相关联，因此需要进行两次ACC-MOD，而参数cv与ZC序列的索引(I)相关联，因此需要进行一次ACC-MOD，并且通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模在实际应用中可以通过逻辑器件实现。其中，ACC-MOD将在下文参考图4进一步详细描述。另外，将计算的两个结果求和可以通过加法器实现，并且乘以1/P可以通过乘法器实现。

根据本发明的示例性实施方式，在框S203中，计算针对所述ZC序列的DFT序列。

在一个示例性实施方式中，其中计算针对所述ZC序列的DFT序列可以通过查找余弦-正弦表实现。具体地，通过框S202得到ZC序列的相位(θ)的值，通过查找余弦-正弦表可以得到该相位(θ)的余弦值和正弦值。通常，余弦-正弦表中相位的取值范围为[0，2π]。在本发明的各示例性实施方式中，可以将余弦-正弦表中相位的取值范围缩小至[0，π/4]，并根据三角函数公式可以得到落在所有四个象限的相位的余弦值和正弦值，从而进一步减少了缓存的使用。

根据本发明的示例性实施方式，在框S204中，将所述DFT序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的IDFT的结果。

在一个示例性实施方式中，根据不同的采样率点数可以不同。具体地，在P为839时，根据现有技术IDFT的点数应当为24576，而根据本发明的一个示例性实施方式，IDFT的点数可以根据不同的采样率降至1024、1536或2048；并且在P为139时，根据现有技术IDFT的点数应当为4076，而根据本发明的一个示例性实施方式，IDFT的点数可以根据不同的采样率降至2048或256。在实际应用中，可以将IDFT的点数降至2048，无论P为839还是139时，从而减少了缓冲器容量。

根据本发明的示例性实施方式，在框S205中，插入CP，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

在一个示例性实施方式中，对框S204得到的IDFT结果插入CP，并且为了补齐采样率可以针对长前导码(即，P为839时)进行12倍插值或者针对短前导码(即，P为139时)进行2倍插值。

下面参考图3，其示出了根据本发明各示例性实施方式的、用于在LTE系统中生成接入信道前导码的设备300的示意性框图。设备300例如可以包括：获取装置301，被配置为获取ZC序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv；建模装置302，被配置为通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模；计算装置303，被配置为计算针对所述ZC序列的DFT序列；映射装置304，被配置为将所述DFT序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的IDFT的结果；以及插值计算装置305，被配置为插入CP，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

为清晰起见，在图3中并未示出各个装置所包含的子装置。然而，应当理解，设备300中记载的装置与分别参考图2描述的方法200中的步骤相对应。由此，上文针对图2的方法200描述的操作和特征同样适用于设备300及其中包含的装置和子装置，在此不再赘述。

应当理解，设备300可以利用各种方式来实现。例如，在某些实施方式中，设备300可以利用软件和/或固件模块来实现。此外，设备300也可以利用硬件模块来实现。例如，设备300可以实现为集成电路(IC)芯片或专用集成电路(ASIC)。设备300也可以实现为片上系统(SOC)。此外，设备300也可以利用硬件模块和软件和/或固件模块的组合来实现。现在已知或者将来开发的其他方式也是可行的，本发明的范围在此方面不受限制。

图4是示意性示出了ACC-MOD架构的示意图。如图4所示，该ACC-MOD架构可以实现下式：f(i)＝f(i-1)+g mod P，并且该ACC-MOD架构用于利用P个算术运算实现ZC序列的DFT。其中，该ACC-MOD架构至少包括一个加法器和一个Mod P运算器。

图5是示意性示出了根据本发明的一个实施方式在LTE系统中生成接入信道前导码的方法的流程图。

如图5所示，在步骤501中(对应于图2中的框S201)，根据LTE小区信息，得到ZC序列的长度P这一参数，并且得到与根和循环位移相关的参数u和cv。这一步骤可以通过DSP实现。

在步骤502中(对应于图2中的框S202)，参数u被传递到两阶ACC-MOD，而参数cv被传递到一阶ACC-MOD，并且上述二者之和乘以1/P。

在步骤503中(对应于图2中的框S203)，通过查找余弦-正弦表，可以得到针对ZC序列的DFT的序列。

在步骤504中(对应于图2中的框S204)，将该序列映射到P子载波的子块，得到2048点IDFT的结果。

在步骤505中(对应于图2中的框S205)，加上CP，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

注意，上文所述实现方式主要基于30.72MHz采样率。本领域技术人员可以理解通过添加更多的IDFT点和插值的组合，本发明的各实施方式能够支持更多的情景。下文参考表1和表2更加详细地进行描述。

表1示出了长前导码的情况：

表1

表2示出了短前导码的情况：

表2

通过上文所述，本领域技术人员容易理解可以添加不同的IDFT点和插值的组合。

本发明各实施方式的主要优势在于：借助于ACC-MOD，以一种简便的方式生成前导码。首先，ZC序列的DFT在大约P次运算中可以得以有效计算，这可以提供较低的复杂度和较少的存储器成本；其次，利用插值滤波器以小尺寸实现了大尺寸IDFT，从而仅需要较小的存储器缓冲器；另外，该缓冲器还可以与其他信号生成进行共享。

下面参考图6，其示出了适于用来实践本发明实施方式的移动终端600的示意性框图。在图6所示的示例中，移动终端600是一个具有无线通信能力的移动设备。然而，可以理解，这仅仅是示例性而非限制性的。其他类型的移动终端也可以容易地采用本发明的实施方式，诸如便携式数字助理(PDA)、寻呼机、移动计算机、移动电视、游戏设备、膝上型计算机、照相机、录像机、GPS设备以及其他类型的语音和文本通信系统。固定式移动终端同样可以容易地使用本发明的实施方式。

移动终端600包括一个或多个天线618，其可操作地与发射机614和接收机616进行通信。移动终端600还包括处理器612或者其他处理元件，其分别提供去往发射机614的信号和接收来自接收机616的信号。信号包括按照适当蜂窝系统的空中接口标准的信令信息，并且还包括用户语音、接收的数据和/或用户生成的数据。在此方面，移动终端600能够利用一个或多个空中接口标准、通信协议、调制类型以及接入类型来进行操作。作为示范，移动终端600能够根据多个第一代、第二代、第三代和/或第四代通信协议等中的任何协议来进行操作。例如，移动终端600可以能够按照第二代(G)无线通信协议IS-136(TDMA)、GSM和IS-95(CDMA)来进行操作，或者按照诸如UMTS、CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA的第三代(G)无线通信协议来进行操作，或者按照第四代(4G)无线通信协议和/或类似协议进行操作。

可以理解，处理器612包括实现移动终端600的功能所需的电路。例如，处理器612可以包括数字信号处理器设备、微处理器设备、各种模数转换器、数模转换器和其他支持电路。移动终端600的控制和信号处理功能按照这些设备各自的能力在其间分配。处理器612由此还可以包括在调制和传输之前对消息和数据进行卷积编码和交织的功能。处理器612还可以另外包括内部语音编码器，并且可以包括内部数据调制解调器。此外，处理器612可以包括对可以存储在存储器中的一个或多个软件程序进行操作的功能。例如，处理器612可以能够操作连接程序，诸如传统的Web浏览器。连接程序继而可以允许移动终端600例如按照无线应用协议(WAP)、超文本传输协议(HTTP)等来发射和接收Web内容(诸如基于位置的内容和/或其他web页面内容)。

移动终端600还可以包括用户接口，其例如可以包括耳机或者扬声器624、振铃器622、麦克风626、显示屏628以及手写设备631，所有这些设备都耦合至处理器612。移动终端600可以包括小键盘630。小键盘630可以包括传统的数字键(0-9)和相关键(#、*)，以及用于操作移动终端600的其他键。备选地，小键盘630可以包括传统的QWERTY小键盘布置。小键盘630还可以包括与功能相关联的各种软键。移动终端600还可以包括加速度感应模块636，用于捕获用户做出的动作(运动)。

具体地，显示屏628可以包括触摸式屏幕和/或邻近式屏幕，用户可以通过直接操作屏幕而操作移动终端600。此时，显示屏628同时充当输入设备和输出设备二者。在这样的实施方式中，手写设备631可以配置用于接收用户通过例如普通的笔、专用触笔和/或手指在显示屏628上提供的输入，包括指点输入和手势输入。

此外，移动终端600可以包括诸如操纵杆的接口设备或者其他用于输入接口。移动终端600还包括电池634，诸如振动电池组，用于为操作移动终端600所需的各种电路供电，以及可选地提供机械振动作为可检测输出。

移动终端600可以进一步包括用户标识模块(UIM)638。UIM638通常是具有内置处理器的存储器设备。UIM638例如可以包括订户标识模块(SIM)、通用集成电路卡(UICC)、通用订户标识模块(USIM)、可移动用户标识模块(R-UIM)等。UIM638通常存储与移动订户相关的信元。

移动终端600还可以具有存储器。例如，移动终端600可以包括易失性存储器640，例如包括用于数据临时存储的高速缓存区域的易失性随机存取存储器(RAM)。移动终端600还可以包括其他非易失性存储器642，其可以是嵌入式的和/或可移动的。非易失性存储器642可以附加地或者可选地包括例如EEPROM和闪存等。存储器可以存储移动终端600所使用的多个信息片段和数据中的任意项，以实现移动终端600的功能。

应当理解，图6所述的结构框图仅仅为了示例的目的而示出的，而不是对本发明范围的限制。在某些情况下，可以根据具体情况而增加或者减少某些设备。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了设备的若干装置或子装置，但是这种划分仅仅并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种用于在长期演进(LTE)系统中生成接入信道前导码的方法，包括：

获取Zadoff-Chu(ZC)序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv；

通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模；

计算针对所述Zadoff-Chu序列的离散傅立叶变换(DFT)序列；

将所述离散傅立叶变换序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的逆离散傅立叶变换(IDFT)的结果；以及

插入循环前缀(CP)，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述Zadoff-Chu序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv是根据长期演进小区信息获取的。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模包括将所述参数u传递到二阶累加求模(ACC-MOD)，而将所述参数cv传递到一阶累加求模，并且将计算的两个结果之和乘以1/P。

4.根据权利要求1所述的方法，其中计算针对所述Zadoff-Chu序列的离散傅立叶变换序列是通过查找余弦-正弦表实现。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中所述Zadoff-Chu序列的长度P为139或者839，所述参数u为根的求模倒数，以及参数cv为循环位移参数。

6.一种用于在长期演进(LTE)系统中生成接入信道前导码的设备，包括：

获取装置，被配置为获取Zadoff-Chu(ZC)序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv；

建模装置，被配置为通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模；

计算装置，被配置为计算针对所述Zadoff-Chu序列的离散傅立叶变换(DFT)序列；

映射装置，被配置为将所述离散傅立叶变换序列映射到P子载波的子块，得到点数与采样率对应的逆离散傅立叶变换(IDFT)的结果；以及

插值计算装置，被配置为插入循环前缀(CP)，并且针对长前导码进行12倍插值或者针对短前导码进行2倍插值。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述Zadoff-Chu序列的长度P以及与根相关联的参数u和与循环位移相关联的参数cv是根据长期演进小区信息获取的。

8.根据权利要求6所述的设备，其中通过预定方式对所述长度P、参数u和参数cv建模包括将所述参数u传递到二阶累加求模(ACC-MOD)，而将所述参数cv传递到一阶累加求模，并且将计算的两个结果之和乘以1/P。

9.根据权利要求6所述的设备，其中计算针对所述Zadoff-Chu序列的离散傅立叶变换序列是通过查找余弦-正弦表实现。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的设备，其中所述Zadoff-Chu序列的长度P为139或者839，所述参数u为根的求模倒数，以及参数cv为循环位移参数。

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