CN104426581B - Psc搜索方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PSC搜索方法及装置，本发明通过计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，根据每一路b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)，能够解决WCDMA系统中的PSC搜索问题，提出了一种低成本的PSC搜索方法和结构，可以方便以软件或硬件的方式进行并行运算，主要使用加法器和移位寄存器来减少硬件和软件实现时的成本，提高计算效率。

Description

PSC搜索方法及装置

技术领域

本发明涉及一种PSC搜索方法及装置。

背景技术

WCDMA系统基站会下发PSC（Primary scrambling code，主扰码）信号，终端通过PSC信号的相关检测获得系统的时隙定时，现有的PSC搜索一般是使用乘法器的相关结构来计算PSC的位置，这种方法并行效果差，实现成本高，计算效率也较低。因此，目前亟需一种高效的PSC搜索方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PSC搜索方法及装置，能够解决WCDMA系统中的PSC搜索问题，可以方便以软件或硬件的方式进行并行运算，主要使用加法器和移位寄存器来减少硬件和软件实现时的成本，提高计算效率。

为解决上述问题，本发明提供一种PSC搜索方法，包括：

WCDMA系统终端从接收到的多路过采样信号中获取每一路的过采样信号，其中，所述多路过采样信号为x(n·R+r)，n=0,1,2,…，r=0,…,R-1，R为WCDMA系统终端的过采样率，每一路的过采样信号使用256点相关，每一路的过采样信号为x(n)，n=0,1,2,…；

计算每一路的u(m₁;k₁,k₂)，其中， $u(m_1;k_1,k_2)=\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)a\left(m_2\right),$ 16m₁+m₂=m，m=0,1,2,…255，Q·k₁+k₂=k，Q为任意整数，m₁、m₂、k₁和k₂为变量，a=[a(0),…,a(15)]^T=[1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,]^T1；

计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，其中，

b=[b(0),…,b(15)]^T=[1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1]^T；

根据每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)，其中， $y\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2),$ c(m)为WCDMA系统终端的本地PSC序列，c=[c(0),…,c(255)]，，表示Kronecker积。

进一步的，在上述方法中， $y\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2)$ 根据如下过程中获取：

$\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)$

$\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*(k+16m_1+m_2)c(16m_1+m_2)}$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)c(16m_1+m_2)$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)a\left(m_2\right)$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2)\·$

进一步的，在上述方法中，Q的取值为16。

根据本发明的另一面，提供一种PSC搜索装置，采用上述的PSC搜索方法，所述装置包括第一和第二相关器、第一旋转开关、第二旋转开关以及乘法器，其中，

所述第一相关器的输出通过第一旋转开关输入所述第二相关器，第二相关器的输出通过所述第二旋转开关输入所述乘法器；

所述第一相关器用于计算每一路的u(m₁;k₁,k₂)，所述第一相关器包括1个第一加法器和15个依次串连的移位寄存器，第一个移位寄存器的输入为该路的过采样信号x(n)，所述第一相关器中上一个移位寄存器的输出是下一个移位寄存器的输入，该路的过采样信号x(n)和每一个移位寄存器的输出分别与a(15),…,a(0)进行相关后输入所述第一加法器；

所述第二相关器用于计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，所述第二相关器包括16例移位寄存器组和16个第二加法器，每个第二加法器分别与一例移位寄存器组对应，第一加法器的输出通过所述第一旋转开关输入某一例的移位寄存器组的第一个移位寄存器，每一例移位寄存器组包括15个依次串连的移位寄存器，每一例移位寄存器组中上一个移位寄存器的输出是下一个移位寄存器的输入，第一加法器的输出和某一例中每一个移位寄存器的输出分别与b(15),…,b(0)进行相关后输入该例对应的第二加法器，每个第二加法器的输出通过所述第二旋转开关输入所述乘法器；

所述乘法器用于根据每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)。

进一步的，在上述装置中，所述乘法器包括实部和虚部加法器，每个第二加法器输出的实部输入所述实部加法器，所述实部加法器输出该路y(k)的实部，每个第二加法器输出的虚部输入所述虚部加法器，所述虚部加法器输出该路y(k)的虚部。

进一步的，在上述装置中，，第一级相关器的时钟工作在采样时钟f_CLK，第二级相关器的时钟工作在f_CLK/16，所述第二旋转开关的时钟工作在所述采样时钟f_CLK。

与现有技术相比，本发明通过计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，根据每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)，能够解决WCDMA系统中的PSC搜索问题，提出了一种低成本的PSC搜索方法和结构，可以方便以软件或硬件的方式进行并行运算，主要使用加法器和移位寄存器来减少硬件和软件实现时的成本，提高计算效率。

附图说明

图1是本发明一实施例的PSC搜索方法的流程图；

图2是本发明一实施例的PSC搜索装置的示意图；

图3是本发明一实施例的乘法器的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种PSC搜索方法，包括：

步骤S1，WCDMA系统终端从接收到的多路过采样信号中获取每一路的过采样信号，其中，所述多路过采样信号为x(n·R+r)，n=0,1,2,…，r=0,…,R-1，R为WCDMA系统终端的过采样率，每一路的过采样信号使用256点相关，每一路的过采样信号为x(n)，n=0,1,2,…；具体的，在做PSC处理时，为减小计算量，使用256点的相关，本实施例中将每一路过采样信号分别与WCDMA系统终端的本地PSC序列相乘，再将多路过采样信号的相关结果输出；

步骤S2，计算每一路的u(m₁;k₁,k₂)，其中， $u(m_1;k_1,k_2)=\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)a\left(m_2\right),$ 16m₁+m₂=m，m=0,1,2,…255，Q·k₁+k₂=k，Q为任意整数，m₁、m₂、k₁和k₂为变量，a=[a(0),…,a(15)]^T=[1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,]^T1；

步骤S3，计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，其中，

b=[b(0),…,b(15)]^T=[1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1]^T；

步骤S4，根据每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)，其中， $y\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2),$ c(m)为WCDMA系统终端的本地256-chipPSC序列，c=[c(0),…,c(255)]，，表示Kronecker积。

优选的，步骤S4中的 $y\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2)$ 根据如下过程获取：

$y\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(k+16m_1+m_2)c(16m_1+m_2)$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)c(16m_1+m_2)$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)\underset{m_2=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)a\left(m_2\right)$

$=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2)$ 。具体的，通过上述推导，可以看到连续的256点相关可以分成两级相关运算，第一级相关运算是计算u(m₁;k₁,k₂)，即接收的采样信号与序列a=[a(0),…,a(15)]^T的相关，以m₂为下标进行累加，第二级相关运算以m₁为下标进行，与序列b=[b(0),…,b(15)]^T进行相关。其中Q的取值关系到第二级相关实现时的并行度，如果Q取值为0，则上式简化为其中，则是普通的相关方法。由于PSC的基序列a的长度为16，因此当Q=16时可以在设计复杂度和运算并行度之间取得较好的均衡。

不失一般性，本实施列以其中一路的过采样信号为例进行介绍，其它路的过采样信号的处理方式均相同。另外，双天线接收数据处理时，仍然可以参考本实施例的方法。本实施例的分两级进行相关运算的运算方法，无论是使用软件法还是硬件实现，均有很好的并行性。

实施例二

如图2所示，本发明还提供另一种PSC搜索装置，采用实施例一所述的方法，所述装置包括第一相关器1、第二相关器2、第一旋转开关3、第二旋转开关4以及乘法器5。

所述第一相关器1的输出通过第一旋转开关2输入所述第二相关器3，第二相关器3的输出通过所述第二旋转开关4输入所述乘法器5；

所述第一相关器1用于计算每一路的u(m₁;k₁,k₂)，所述第一相关器1包括1个第一加法器12和15个依次串连的移位寄存器11，第一个移位寄存器11的输入为该路的过采样信号x(n)，所述第一相关器1中上一个移位寄存器11的输出是下一个移位寄存器11的输入，该路的过采样信号x(n)和每一个移位寄存器11的输出分别与a(15),…,a(0)进行相关后输入所述第一加法器12；

所述第二相关器3用于计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，所述第二相关器3包括16例移位寄存器组31和16个第二加法器32，每个第二加法器32分别与一例移位寄存器组31对应，第一加法器12的输出通过所述第一旋转开关2输入某一例的移位寄存器组31的第一个移位寄存器311，每一例移位寄存器组包括15个依次串连的移位寄存器311，每一例移位寄存器组31中上一个移位寄存器311的输出是下一个移位寄存器311的输入，第一加法器12的输出和某一例中每一个移位寄存器311的输出分别与b(15),…,b(0)进行相关后输入该例对应的第二加法器32，每个第二加法器32的输出通过所述第二旋转开关4输入所述乘法器5；

所述乘法器5用于根据每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)。

优选的，如图3所示，所述乘法器5包括实部加法器51和虚部52加法器，每个第二加法器32输出的实部（Re）输入所述实部加法器51，所述实部加法器51输出该路y(k)的实部，每个第二加法器32输出的虚部（Im）输入所述虚部加法器52，所述虚部加法器52输出该路y(k)的虚部。具体的，最后对1+j复数乘法可以通过图3所示的简化方式实现。

较佳的，第一级相关器的时钟工作在采样时钟f_CLK，第二级相关器的时钟工作在f_CLK/16，所述第二旋转开关的时钟工作在所述采样时钟f_CLK。具体的，当基于硬件实现时，第一级相关器1的时钟工作在采样时钟f_CLK，第二级相关器3的时钟工作在f_CLK/16，最终相关结果输出的时钟还是f_CLK，第一级相关器到第二级相关器的输入是通过旋转开关进行转换，第二级相关器的输出也是通过旋转开关合并。

实施例二的其它详细内容具体可参见实施例一的相应部分，在此不再赘述。

综上所述，本发明通过计算每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)，根据每一路的b(m₁)u(m₁;k₁,k₂)计算该路的y(k)，能够解决WCDMA系统中的PSC搜索问题，提出了一种低成本的PSC搜索方法和结构，可以方便以软件或硬件的方式进行并行运算，主要使用加法器和移位寄存器来减少硬件和软件实现时的成本，提高计算效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种PSC搜索方法，其特征在于，包括：

WCDMA系统终端从接收到的多路过采样信号中获取每一路的过采样信号，其中，所述多路过采样信号为x(n·R+r)，n＝0,1,2,…，r＝0,…,R-1，R为WCDMA系统终端的过采样率，每一路的过采样信号使用256点相关，每一路的过采样信号为x(n)，n＝0,1,2,…；

计算每一路的第一级相关器的输出u(m₁；k₁,k₂)，其中，16m₁+m₂＝m，m＝0,1,2,…255，Q·k₁+k₂＝k，Q为任意整数，m₁、m₂、k₁和k₂为变量，a＝[a(0),…,a(15)]^T＝[1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1]^T；

计算每一路的第二级相关器的原子操作b(m₁)u(m₁；k₁,k₂)，其中，

b＝[b(0),…,b(15)]^T＝[1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1]^T；

根据每一路的b(m₁)u(m₁；k₁,k₂)计算该路的第二级相关器的输出y(k)，其中，c(m)为WCDMA系统终端的本地PSC序列，c＝[c(0),…,c(255)]， 表示Kronecker积。

2.如权利要求1所述的PSC搜索方法，其特征在于，根据如下过程获取：

$\begin{array}{c}y\left(k\right)=\underset{m=0}{\overset{255}{\Σ}}{x}^{*}(k+m)c\left(m\right)\\ =\underset{m_1=0}{\overset{15}{\Σ}}\underset{m_2=2}{\overset{15}{\Σ}}{x}^{*}(k+16m_1+m_2)c(16m_1+m_2)\end{array}$

$\begin{array}{c}=\underset{m_1=0}{\overset{15}{\Σ}}\underset{m_2=0}{\overset{15}{\Σ}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)c(16m_1+m_2)\\ =\underset{m_1=0}{\overset{15}{\Σ}}b\left(m_1\right)\underset{m_2=0}{\overset{15}{\Σ}}{x}^{*}(Q\·k_1+k_2+16m_1+m_2)a\left(m_2\right)\\ =\underset{m_1=0}{\overset{15}{\Σ}}b\left(m_1\right)u(m_1;k_1,k_2)\end{array}.$

3.如权利要求1所述的PSC搜索方法，其特征在于，Q的取值为16。

4.一种PSC搜索装置，其特征在于，采用如权利要求1所述的方法，所述装置包括第一和第二相关器、第一旋转开关、第二旋转开关以及乘法器，其中，

所述第一相关器的输出通过第一旋转开关输入所述第二相关器，第二相关器的输出通过所述第二旋转开关输入所述乘法器；

所述第一相关器用于计算每一路的u(m₁；k₁,k₂)，所述第一相关器包括1个第一加法器和15个依次串连的移位寄存器，第一个移位寄存器的输入为该路的过采样信号x(n)，所述第一相关器中上一个移位寄存器的输出是下一个移位寄存器的输入，该路的过采样信号x(n)和每一个移位寄存器的输出分别与a(15),…,a(0)进行相关后输入所述第一加法器；

所述第二相关器用于计算每一路的b(m₁)u(m₁；k₁,k₂)，所述第二相关器包括16例移位寄存器组和16个第二加法器，每个第二加法器分别与一例移位寄存器组对应，第一加法器的输出通过所述第一旋转开关输入某一例的移位寄存器组的第一个移位寄存器，每一例移位寄存器组包括15个依次串连的移位寄存器，每一例移位寄存器组中上一个移位寄存器的输出是下一个移位寄存器的输入，第一加法器的输出和某一例中每一个移位寄存器的输出分别与b(15),…,b(0)进行相关后输入该例对应的第二加法器，每个第二加法器的输出通过所述第二旋转开关输入所述乘法器；

所述乘法器用于根据每一路的b(m₁)u(m₁；k₁,k₂)计算该路的y(k)。

5.如权利要求2所述的PSC搜索装置，其特征在于，所述乘法器包括实部和虚部加法器，每个第二加法器输出的实部输入所述实部加法器，所述实部加法器输出该路y(k)的实部，每个第二加法器输出的虚部输入所述虚部加法器，所述虚部加法器输出该路y(k)的虚部。

6.如权利要求2所述的PSC搜索装置，其特征在于，第一级相关器的时钟工作在采样时钟f_CLK，第二级相关器的时钟工作在f_CLK/16。