CN112910496B - Chirp信号的生成方法、装置、终端及介质 - Google Patents

Chirp信号的生成方法、装置、终端及介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种Chirp信号的生成方法、装置、终端及介质。该方法包括：在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。上述技术方案基于加法运算生成Chirp信号，极大地降低了生成Chirp信号时定点运算的复杂度，进而能够满足低功耗场景的需求。

Description

Chirp信号的生成方法、装置、终端及介质
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种Chirp信号的生成方法、装置、终端及介质。
背景技术
Chirp(鸟声)信号，也称线性调频信号，具有时频等价和脉冲压缩的特性，广泛使用在移动通信和雷达通信等领域。其中，LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)的调制技术也是基于Chirp信号，改变基础Chirp信号的起始频率，将调制信息承载在起始频率上。
然而，如果按照信号公式来生成Chirp信号，会涉及乘法、平方等复杂的定点运算。因此，如何降低生成Chirp信号时定点运算的复杂度，满足低功耗场景的需求是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种Chirp信号的生成方法、装置、设备及介质，以降低生成Chirp信号时定点运算的复杂度，满足低功耗场景的需求。
第一方面，本发明实施例提供了一种Chirp信号的生成方法，包括：
在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
第二方面，本发明实施例还提供了一种Chirp信号的生成装置，包括：
等效相位增量计算模块，用于在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
等效相位计算模块，用于将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
查表及信号生成模块，用于根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
第三方面，本发明实施例还提供了一种终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明任意实施例所述的Chirp信号的生成方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所述的Chirp信号的生成方法。
本发明实施例的技术方案中，生成与目标采样点对应的Chirp信号，是基于相邻采样点间的等效相位增量以及前一个相邻采样点的等效相位的累加和实现的，也即基于加法运算生成Chirp信号，极大地降低了生成Chirp信号时定点运算的复杂度，也即降低了硬件实现复杂度，进而能够满足低功耗场景的需求。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种Chirp信号的生成方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种Chirp信号的生成方法的流程图；
图3是本发明实施例二中的一种Chirp信号的生成装置的硬件结构示意图；
图4是本发明实施例三中的一种Chirp信号的生成装置的模块结构示意图；
图5是本发明实施例四中的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
为了便于理解，首先对本申请技术方案的发明构思进行阐述。
UpChirp(线性升频)信号的表达式为
Figure BDA0002917141530000041
0≤t≤Ts，其中，B为带宽，Ts为符号周期。叠加初始频率f0的调制UpChirp表达式为
Figure BDA0002917141530000042
设当前信号的扩频因子为SF，则Chirp信号的码片数量为N＝2SF，调制值x＝0,1,2,3,…,N-1，
Figure BDA0002917141530000043
则调制UpChirp可表示为：
Figure BDA0002917141530000044
以码片周期
Figure BDA0002917141530000045
为单位进行采样，得到离散调制UpChirp信号生成公式为：
Figure BDA0002917141530000046
同理，离散调制DownChirp(线性降频)信号生成公式为：
Figure BDA0002917141530000047
如果按照上述信号生成公式生成Ux(n)和Dx(n)，相位中计算
Figure BDA0002917141530000048
需要乘法运算，计算
Figure BDA0002917141530000049
需要平方运算，硬件实现复杂度较高。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种Chirp信号的生成方法，包括：
在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的Chirp信号的生成方法的流程图，本实施例可适用于低功耗场景下生成Chirp信号的情况，该方法可以由本发明实施例提供的Chirp信号的生成装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在终端中。
如图1所示，本实施例提供的Chirp信号的生成方法，包括：
S110、在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量。
其中，一个采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定。例如，一个采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以目标常数，所述目标常数为2q×π，q为整数。
记目标采样点为n+1，则前一个相邻采样点为n。设Chirp信号的码片数量为N，调制值x＝0,1,2,3,…,N-1。
在针对调制值x生成与目标采样点对应的Chirp信号时，首先计算针对调制值x目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量。
针对UpChirp信号，采样点n的等效相位Φ(n)等于Ux(n)的相位除以(2q×π)，采样点n+1的等效相位Φ(n+1)等于Ux(n+1)的相位除以(2q×π)；针对DownChirp信号，采样点n的等效相位Φ(n)等于Dx(n)的相位除以(2q×π)，采样点n+1的等效相位Φ(n+1)等于Dx(n+1)的相位除以(2q×π)。进而，针对调制值x目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量为ΔΦ(n+1)＝Φ(n+1)-Φ(n)。
关于UpChirp信号，
Figure BDA0002917141530000061
相邻采样点的等效相位的差
Figure BDA0002917141530000062
当n＝0时，
Figure BDA0002917141530000063
相邻采样点的等效相位的二阶差
Figure BDA0002917141530000064
进而可以推出：
Figure BDA0002917141530000065
也即，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量为
Figure BDA0002917141530000066
同理，关于DownChirp信号，
Figure BDA0002917141530000067
相邻采样点的等效相位的差
Figure BDA0002917141530000068
也即，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量为
Figure BDA0002917141530000069
可选的，N＝2SF，SF为信号扩频因子；相应的，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量，可以具体为：
基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量。
目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量为
Figure BDA0002917141530000071
或
Figure BDA0002917141530000072
由于N是2的幂指数，故在计算等效相位增量时除以2N的操作、除以2q-1的操作可以采用向右移位操作等效完成，2乘以x的操作以及2乘以n的操作可以采用向左移位操作等效完成。
因此，可以只基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量，不需要乘法运算、除法运算以及平方运算，以此降低了硬件实现复杂度。
在一种可选的实施方式中，一个采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以2π。相应的，在Chirp信号为线性升频信号时，等效相位增量
Figure BDA0002917141530000073
在Chirp信号为线性降频信号时，等效相位增量
Figure BDA0002917141530000074
其中，n＝0,1,2,3,…,N-1；x为调制值，x＝0,1,2,3,…,N-1；N为Chirp信号的码片数量。
关于UpChirp信号，
Figure BDA0002917141530000075
相邻采样点的等效相位的差
Figure BDA00029171415300000710
由此，
Figure BDA0002917141530000076
相邻采样点的等效相位的二阶差
Figure BDA0002917141530000077
进而可以推出：
Figure BDA0002917141530000078
也即，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量为
Figure BDA0002917141530000079
同理，关于DownChirp信号，
Figure BDA0002917141530000081
相邻采样点的等效相位的差
Figure BDA0002917141530000082
也即，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量为。
进一步的，作为一种可选的实施方式，N＝2SF，SF为信号扩频因子；相应的，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量，可以具体为：
基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量。
目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量为
Figure BDA0002917141530000083
或
Figure BDA0002917141530000084
由于N是2的幂指数，故在计算等效相位增量时除以2N的操作可以采用向右移位操作等效完成，2乘以x的操作以及2乘以n的操作可以采用向左移位操作等效完成。
因此，可以只基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量，不需要乘法运算、除法运算以及平方运算，以此降低了硬件实现复杂度。
S120、将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位。
在前一个相邻采样点n的等效相位Φ(n)的基础上，叠加等效相位增量ΔΦ(n+1)，即可得到目标采样点n+1的等效相位Φ(n+1)，即Φ(n+1)＝Φ(n)+ΔΦ(n+1)。
在每次计算出目标采样点的等效相位后，存储该目标采样点的等效相位，以在此基础上继续计算下一个相邻采样点的等效相位。可选的，存储等效相位的初始值Φ(0)＝0。
可选的，可以将存储所述目标采样点的等效相位具体为：使用所述目标采样点的等效相位对存储的所述前一个相邻采样点的等效相位进行更新。
其中，可以只存储一个采样点的等效相位，存储的等效相位的初始值Φ(0)＝0，并使用循环计数器完成n从0至N-1的循环计数。当n＝0时，计算ΔΦ(1)，根据ΔΦ(1)和Φ(0)计算Φ(1)，进而使用Φ(1)对存储的Φ(0)进行更新，也即更新后存储的等效相位是Φ(1)，n由0更新至1，计算ΔΦ(2)，根据ΔΦ(2)和Φ(1)计算Φ(2)，进而使用Φ(2)对存储的Φ(1)进行更新，也即更新后存储的等效相位是Φ(2)，以此类推，当n由N-2更新至N-1时，计算ΔΦ(N)，根据ΔΦ(N)和Φ(N-1)计算Φ(N)。
在计算得到Φ(N)之后，可以使用Φ(N)对存储的Φ(N-1)进行更新，也即更新后存储的等效相位是Φ(N)，也可以使用初始值Φ(0)对存储的Φ(N-1)进行更新，也即更新后存储的等效相位是Φ(0)，此时n由N-1更新至0，由此循环，进而可以针对其余的调制值计算目标采样点的等效相位。
当一个采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以目标常数2q×π时，针对UpChirp信号，
Figure BDA0002917141530000091
针对DownChirp信号，
Figure BDA0002917141530000092
也即相邻采样点的等效相位具有递增的关系。
当一个采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以目标常数2π时，针对UpChirp信号，
Figure BDA0002917141530000093
针对DownChirp信号，
Figure BDA0002917141530000094
也即相邻采样点的等效相位具有递增的关系。
S130、根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
在计算得到目标采样点的等效相位之后，根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与目标采样点对应的复数形式的Chirp信号exp[j2πΦ(n+1)]的实部值和虚部值，其中，实部值为cos2πΦ(n+1)，虚部值为sin2πΦ(n+1)。
进而，可以根据实部值cos2πΦ(n+1)和虚部值sin2πΦ(n+1)生成与目标采样点对应的Chirp信号。其中，三角函数表可以是离线表。
进一步的，作为一种可选的实施方式，在计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量之后，还可以包括：对所述等效相位增量进行相位限幅处理，得到限幅等效相位增量。
相应的，将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位，可以具体为：将所述前一个相邻采样点的限幅等效相位与所述限幅等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位；对所述目标采样点的等效相位进行相位限幅处理，得到所述目标采样点的限幅等效相位，并存储所述目标采样点的限幅等效相位；根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，可以具体为：根据所述目标采样点的限幅等效相位查三角函数表。
对等效相位增量ΔΦ(n+1)进行相位限幅处理，得到限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′，使限幅处理后的等效相位增量，也即幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′的幅值在一定范围内。
进而，可以将前一个相邻采样点n的限幅等效相位Φ(n)′与所述限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′的累加和作为目标采样点n+1的等效相位Φ(n+1),即Φ(n+1)＝Φ(n)′+ΔΦ(n+1)′。然后，对目标采样点的等效相位Φ(n+1)进行相位限幅处理，得到目标采样点n+1的限幅等效相位Φ(n+1)′，并存储目标采样点n+1的限幅等效相位Φ(n+1)′。
可选的，可以将存储所述目标采样点的限幅等效相位具体为：使用所述目标采样点的限幅等效相位对存储的所述前一个相邻采样点的限幅等效相位进行更新。
其中，可以只存储一个采样点的限幅等效相位，存储的限幅等效相位的初始值Φ(0)′＝0，并使用循环计数器完成n从0至N-1的循环计数。当n＝0时，计算ΔΦ(1)，并对ΔΦ(1)进行限幅处理得到ΔΦ(1)′，根据ΔΦ(1)′和Φ(0)′计算Φ(1)，并对Φ(1)进行限幅处理得到Φ(1)′，进而使用Φ(1)′对存储的Φ(0)′进行更新，也即更新后存储的限幅等效相位是Φ(1)′，n由0更新至1，计算ΔΦ(2)，并对ΔΦ(2)进行限幅处理得到ΔΦ(2)′，根据ΔΦ(2)′和Φ(1)′计算Φ(2)，并对Φ(2)进行限幅处理得到Φ(2)′，进而使用Φ(2)′对存储的Φ(1)′进行更新，也即更新后存储的限幅等效相位是Φ(2)′，以此类推，当n由N-2更新至N-1时，计算ΔΦ(N)，并对ΔΦ(N)进行限幅处理得到ΔΦ(N)′，根据ΔΦ(N)′和Φ(N-1)′计算Φ(N)，并对Φ(N)进行限幅处理得到Φ(N)′。
在计算得到Φ(N)′之后，可以使用Φ(N)′对存储的Φ(N-1)′进行更新，也即更新后存储的限幅等效相位是Φ(N)′，也可以使用初始值Φ(0)′对存储的Φ(N-1)′进行更新，也即更新后存储的限幅等效相位是Φ(0)′，此时n由N-1更新至0，由此循环，进而可以针对其余的调制值计算目标采样点的限幅等效相位。
可选的，所述相位限幅处理包括模值为2的相位限幅处理。
对等效相位增量ΔΦ(n+1)进行模值为2的相位限幅处理，得到限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′，此时，限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′在区间(-1,1]内。对目标采样点n+1的等效相位Φ(n+1)进行模值为2的相位限幅处理，得到目标采样点n+1的限幅等效相位Φ(n+1)′，此时，限幅等效相位Φ(n+1)′在区间(-1,1]内。
具体的，若等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位大于1，则将等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位减2后的差值作为限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′；若等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位小于等于-1，则将等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位加2后的和值作为限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′；若等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位在区间(-1,1]内，则无需额外处理，直接将等效相位增量ΔΦ(n+1)作为限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′。同理，对等效相位Φ(n+1)进行模值为2的相位限幅处理亦是如此。
在计算得到目标采样点的限幅等效相位Φ(n+1)′之后，根据目标采样点的限幅等效相位Φ(n+1)′查三角函数表，确定与目标采样点对应的复数形式的Chirp信号exp[j2πΦ(n+1)′]的实部值和虚部值，其中，实部值为cos2πΦ(n+1)′，虚部值为sin2πΦ(n+1)′。进而，可以根据实部值cos2πΦ(n+1)′和虚部值sin2πΦ(n+1)′生成与目标采样点对应的Chirp信号。
在本实施方式中，由于限幅等效相位Φ(n+1)′在区间(-1,1]内，故根据Φ(n+1)′所查的三角函数表可以是标准三角函数表，简化了三角函数表的形式。
进一步的，作为一种可选的实施方式，所述三角函数表中只存储正弦函数或余弦函数在第一象限中的函数值。
在本实施方式中，为了减小三角函数表的存储开销，三角函数表中可以只存储正弦函数在第一象限中的函数值，或者只存储余弦函数在第一象限中的函数值。关于三角函数表中未存储的正弦函数或余弦函数的函数值，可以利用cos函数和sin函数的诱导公式，以及三角函数表中存储的函数值计算得到。
本发明实施例的技术方案中，生成与目标采样点对应的Chirp信号时，是基于相邻采样点间的等效相位增量以及前一个相邻采样点的等效相位的累加和实现的，也即基于加法运算生成Chirp信号，极大地降低了生成Chirp信号时定点运算的复杂度，也即降低了硬件实现复杂度，进而能够满足低功耗场景的需求。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的Chirp信号的生成方法的流程图，本实施例在前述实施例的基础上提供了一种具体的实施方式。
如图2所示，本实施例提供的Chirp信号的生成方法，包括：
S210、在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量。
在本实施例中，生成与目标采样点对应的Chirp信号指的是针对目标调制值x生成与目标采样点对应的Chirp信号。
其中，采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以2π。
在所述Chirp信号为线性升频信号时，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量
Figure BDA0002917141530000131
在所述Chirp信号为线性降频信号时，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量
Figure BDA0002917141530000132
其中，n＝0,1,2,3,…,N-1；x为调制值，x＝0,1,2,3,…,N-1；N为Chirp信号的码片数量，N＝2SF，SF为信号扩频因子。
在本步骤中，可以仅基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量，降低了硬件实现复杂度。
S220、对所述等效相位增量进行模值为2的相位限幅处理，得到限幅等效相位增量。
其中，限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′在区间(-1,1]内。
S230、获取存储的所述前一个相邻采样点的限幅等效相位，并将所述前一个相邻采样点的限幅等效相位与所述限幅等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位。
目标采样点n+1的等效相位Φ(n+1)等于前一个相邻采样点n的限幅等效相位Φ(n)′与限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′的累加和。
S240、对所述目标采样点的等效相位进行模值为2的相位限幅处理，得到所述目标采样点的限幅等效相位，并使用所述目标采样点的限幅等效相位对存储的所述前一个相邻采样点的限幅等效相位进行更新。
其中，目标采样点的限幅等效相位Φ(n+1)′在区间(-1,1]内。
S250、根据所述目标采样点的限幅等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
其中，复数形式的Chirp信号的实部值为cos2πΦ(n+1)′，虚部值为sin2πΦ(n+1)′。
可选的，所述三角函数表中只存储正弦函数或余弦函数在第一象限中的函数值。
在本实施方式中，生成Chirp信号是基于加法运算、向左移位操作以及向右移位操作来实现的，极大地减少了定点运算的复杂度，也即降低了硬件实现的复杂度，满足了低功耗场景的需求。
作为一种具体的实施方式，如图3所示，生成Chirp信号的操作可以由历史相位存储单元310、相位增量计算单元320、第一相位限幅处理单元330、加法器340、第二相位限幅处理单元350、查表单元360以及信号生成单元370协同完成，其中，
历史相位存储单元310，用于存储前一个采样点的限幅等效相位Φ(n)′。其中，限幅等效相位的初始值Φ(0)′＝0。
相位增量计算单元320，用于计算目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n等效相位增量ΔΦ(n+1)。针对目标调制值x，在所述Chirp信号为线性升频信号时，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量
Figure BDA0002917141530000151
在所述Chirp信号为线性降频信号时，目标采样点n+1相对前一个相邻采样点n的等效相位增量
Figure BDA0002917141530000152
n＝0,1,2,3,…,N-1；x为调制值，x＝0,1,2,3,…,N-1；N为Chirp信号的码片数量，N＝2SF，SF为信号扩频因子。
其中，相位增量计算单元320是基于加法运算、向左移位操作以及向右移位操作来完成对等效相位增量的计算，并使用循环计数器完成n从0至N-1的循环计数。
第一相位限幅处理单元330，与相位增量计算单元320相连，用于对相位增量计算单元320输出的等效相位增量ΔΦ(n+1)进行模值为2的相位限幅处理，输出限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′。其中，限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′在区间(-1,1]内。
具体的，若等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位大于1，第一相位限幅处理单元330则输出等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位减2后的差值作为限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′；若等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位小于等于-1，第一相位限幅处理单元330则输出等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位加2后的和值作为限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′；若等效相位增量ΔΦ(n+1)的相位在区间(-1,1]内，第一相位限幅处理单元330则直接输出等效相位增量ΔΦ(n+1)作为限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′。
加法器340的输入端与历史相位存储单元310、第一相位限幅处理单元330相连，用于将历史相位存储单元310中存储的所述前一个相邻采样点的限幅等效相位Φ(n)′与第一相位限幅处理单元330输出的所述限幅等效相位增量ΔΦ(n+1)′进行累加，输出所述目标采样点的等效相位Φ(n+1)。
第二相位限幅处理单元350，与加法器340的输出端以及历史相位存储单元310相连，用于对加法器340输出的所述目标采样点的等效相位Φ(n+1)进行模值为2的相位限幅处理，输出限幅等效相位Φ(n+1)′，并将限幅等效相位Φ(n+1)′反馈给历史相位存储单元310，对历史相位存储单元310中存储的前一个相邻采样点的限幅等效相位Φ(n)′进行覆盖。其中，目标采样点的限幅等效相位Φ(n+1)′在区间(-1,1]内。
具体的，若等效相位Φ(n+1)的相位大于1，第一相位限幅处理单元330则输出等效相位Φ(n+1)的相位减2后的差值作为限幅等效相位Φ(n+1)′；若等效相位Φ(n+1)的相位小于等于-1，第一相位限幅处理单元330则输出等效相位Φ(n+1)的相位加2后的和值作为限幅等效相位Φ(n+1)′；若等效相位Φ(n+1)的相位在区间(-1,1]内，第一相位限幅处理单元330则直接输出等效相位Φ(n+1)作为限幅等效相位Φ(n+1)′。
查表单元360，与第二相位限幅处理单元350相连，用于根据第二相位限幅处理单元350输出的限幅等效相位Φ(n+1)′查三角函数表，确定与限幅等效相位Φ(n+1)′对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值。
其中，所述三角函数表中可以只存储正弦函数或余弦函数在第一象限中的函数值，以减小三角函数表的存储开销。
信号生成单元370，与查表单元360相连，用于根据查表单元360输出的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值生成与目标采样点对应的Chirp信号。
本实施例未尽详细解释之处请参见前述实施例，在此不再赘述。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种Chirp信号的生成装置的结构示意图，本实施例可适用于低功耗场景下生成Chirp信号的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在终端中。如图4所示，该装置包括：等效相位增量计算模块410、等效相位计算模块420和查表及信号生成模块430。其中，
等效相位增量计算模块410，用于在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
等效相位计算模块420，用于将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
查表及信号生成模块430，用于根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
本发明实施例的技术方案中，生成与目标采样点对应的Chirp信号时，是基于相邻采样点间的等效相位增量以及前一个相邻采样点的等效相位的累加和实现的，也即基于加法运算生成Chirp信号，极大地降低了生成Chirp信号时定点运算的复杂度，也即降低了硬件实现复杂度，进而能够满足低功耗场景的需求。
可选的，上述装置还包括：相位限幅处理模块，用于在计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量之后，对所述等效相位增量进行相位限幅处理，得到限幅等效相位增量；
相应的，等效相位计算模块420，具体用于将所述前一个相邻采样点的限幅等效相位与所述限幅等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位；对所述目标采样点的等效相位进行相位限幅处理，得到所述目标采样点的限幅等效相位，并存储所述目标采样点的限幅等效相位；
查表及信号生成模块430，具体用于根据所述目标采样点的限幅等效相位查三角函数表。
进一步的，等效相位计算模块420，具体用于使用所述目标采样点的限幅等效相位对存储的所述前一个相邻采样点的限幅等效相位进行更新。
可选的，采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以2π；相应的，在所述Chirp信号为线性升频信号时，等效相位增量
Figure BDA0002917141530000191
在所述Chirp信号为线性降频信号时，等效相位增量
Figure BDA0002917141530000192
其中，n＝0,1,2,3,…,N-1；x为调制值，x＝0,1,2,3,…,N-1；N为Chirp信号的码片数量。
可选的，N＝2SF，SF为信号扩频因子；等效相位增量计算模块410，具体用于基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量。
可选的，所述相位限幅处理包括模值为2的相位限幅处理。
可选的，所述三角函数表中只存储正弦函数或余弦函数在第一象限中的函数值。
上述Chirp信号的生成装置可执行本发明任意实施例所提供的Chirp信号的生成方法，具备执行的Chirp信号的生成方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种终端的硬件结构示意图，如图5所示，该终端包括：
一个或多个处理器510，图5中以一个处理器510为例；
存储器520；
所述终端中的处理器510和存储器520可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本发明实施例中的一种Chirp信号的生成方法对应的程序指令，包括：
在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序指令，从而执行终端的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法任意实施例中的一种Chirp信号的生成方法。
存储器520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态性固态存储器件。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种Chirp信号的生成方法，该方法包括：
在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号。
可选的，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的Chirp信号的生成方法。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台终端(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述Chirp信号的生成装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种线性调频Chirp信号的生成方法，其特征在于，包括：
在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点对应的Chirp信号的相位确定；
根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号；
其中，采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以2π；
在所述Chirp信号为线性升频信号时，等效相位增量
Figure FDA0003471614520000011
在所述Chirp信号为线性降频信号时，等效相位增量
Figure FDA0003471614520000012
其中，n＝0,1,2,3,…,N-1；x为调制值，x＝0,1,2,3,…,N-1；N为Chirp信号的码片数量。
2.根据权利要求的1所述的方法，其特征在于，在计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量之后，还包括：
对所述等效相位增量进行相位限幅处理，得到限幅等效相位增量；
将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位，包括：
将所述前一个相邻采样点的限幅等效相位与所述限幅等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位；
对所述目标采样点的等效相位进行相位限幅处理，得到所述目标采样点的限幅等效相位，并存储所述目标采样点的限幅等效相位；
根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，包括：
根据所述目标采样点的限幅等效相位查三角函数表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，存储所述目标采样点的限幅等效相位，包括：
使用所述目标采样点的限幅等效相位对存储的所述前一个相邻采样点的限幅等效相位进行更新。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N＝2SF，SF为信号扩频因子；
计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量，包括：
基于加法运算、向左移位操作、向右移位操作，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相位限幅处理包括模值为2的相位限幅处理。
6.根据权利要求5所述的方法，所述三角函数表中只存储正弦函数或余弦函数在第一象限中的函数值。
7.一种线性调频Chirp信号的生成装置，其特征在于，包括：
等效相位增量计算模块，用于在生成与目标采样点对应的Chirp信号时，计算所述目标采样点相对前一个相邻采样点的等效相位增量；
等效相位计算模块，用于将所述前一个相邻采样点的等效相位与所述等效相位增量的累加和作为所述目标采样点的等效相位，并存储所述目标采样点的等效相位；其中，采样点的等效相位由所述采样点的相位确定；
查表及信号生成模块，用于根据所述目标采样点的等效相位查三角函数表，确定与所述目标采样点对应的复数形式的Chirp信号的实部值和虚部值，并根据所述实部值和所述虚部值生成所述Chirp信号；
其中，采样点的等效相位等于所述采样点对应的Chirp信号的相位除以2π；
在所述Chirp信号为线性升频信号时，等效相位增量
Figure FDA0003471614520000031
在所述Chirp信号为线性降频信号时，等效相位增量
Figure FDA0003471614520000032
其中，n＝0,1,2,3,…,N-1；x为调制值，x＝0,1,2,3,…,N-1；N为Chirp信号的码片数量。
8.一种终端，其特征在于，所述终端包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
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