專利名稱：廣義線性調(diào)頻序列集合的有效相關(guān)器組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在接收機(jī)中將輸入信號(hào)與從至少兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列得出的廣義線性調(diào)頻(GCL)序列進(jìn)行相關(guān)的方法。
本發(fā)明還涉及一種將輸入信號(hào)與從至少兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列得出的廣義線性調(diào)頻(GCL)序列進(jìn)行相關(guān)的接收機(jī)。
本發(fā)明還涉及一種第一收發(fā)器和第二收發(fā)器之間的通信系統(tǒng)，至少所述第一和第二收發(fā)器之一包括將輸入信號(hào)與從至少兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列得出的廣義線性調(diào)頻(GCL)序列進(jìn)行相關(guān)的接收機(jī)。

背景技術(shù)：
在當(dāng)今的大多數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為保證正確的數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)于小區(qū)搜索以及無(wú)線基站和移動(dòng)終端的同步有特定的要求。例如通用地面無(wú)線接入網(wǎng)(UTRAN)。還有許多其他對(duì)于小區(qū)搜索和同步有相應(yīng)需要的移動(dòng)通信系統(tǒng)。
在這樣的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般在上行鏈路和下行鏈路上都要進(jìn)行同步。在下行鏈路同步的一個(gè)步驟中，移動(dòng)終端與無(wú)線基站的載波頻率和幀周期同步。然而，這個(gè)同步不足以保證無(wú)線基站可以正確地接收移動(dòng)終端的信號(hào)，這是因?yàn)橐苿?dòng)終端相對(duì)于無(wú)線基站的距離可能不同。
因此，進(jìn)一步需要上行鏈路同步。由于無(wú)線基站和移動(dòng)終端之間的距離不確定，所以往返時(shí)間通常不可知。
對(duì)于移動(dòng)終端的上行鏈路同步，可以使用隨機(jī)接入信道(RACH)。RACH處于一些基于同搶的系統(tǒng)，即小區(qū)內(nèi)的任何移動(dòng)終端都可以用分配到RACH上的資源進(jìn)行傳輸。因此，幾個(gè)移動(dòng)終端會(huì)同時(shí)試圖傳輸同步信號(hào)。為了降低無(wú)線基站不能區(qū)分來(lái)自不同移動(dòng)終端的信號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)，提供了一組隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，一個(gè)包括兩個(gè)或更多前導(dǎo)序列的集合，其中每個(gè)移動(dòng)終端隨機(jī)選擇一個(gè)這樣的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列。無(wú)線基站可以唯一區(qū)分每個(gè)移動(dòng)終端選擇的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列。
在小區(qū)搜索的情況下，移動(dòng)終端也可能從不同的前導(dǎo)中選擇一個(gè)發(fā)送給無(wú)線基站。移動(dòng)終端選擇的前導(dǎo)也可以向無(wú)線基站傳送一些信息，比如告訴無(wú)線基站移動(dòng)終端要求哪些業(yè)務(wù)。
成功檢測(cè)隨機(jī)接入前導(dǎo)序列是移動(dòng)終端接入網(wǎng)絡(luò)的必要步驟。因此，傳輸?shù)碾S機(jī)接入前導(dǎo)序列需要一個(gè)低功率放大器補(bǔ)償以允許高平均發(fā)射功率，從而得到較好的覆蓋。
上行鏈路隨機(jī)接入前導(dǎo)序列最好具有以下特性 -好的自相關(guān)特性以允許精確定時(shí)估計(jì)， -好的互相關(guān)特性以允許不同同時(shí)發(fā)生和部分同步(即下行同步)前導(dǎo)序列的精確定時(shí)估計(jì)，其中相位差受小區(qū)中最大往返時(shí)間的限制，和 -同步和同時(shí)發(fā)生前導(dǎo)序列的零互相關(guān)。
使用零相關(guān)區(qū)(ZCZ)序列滿足這些特性。ZCZ序列最好應(yīng)該用作小區(qū)搜索和同步使用的前導(dǎo)序列。ZCZ序列能夠從下面描述的廣義線性調(diào)頻(GCL)序列中得到。
廣義線性調(diào)頻(GCL)序列屬于恒包絡(luò)零自相關(guān)(CAZAC)序列族。CAZAC序列具有理想的周期自相關(guān)并接近于理想的非周期自相關(guān)。零周期自相關(guān)在至少零延遲的周圍區(qū)域內(nèi)是實(shí)現(xiàn)精確到達(dá)時(shí)間估計(jì)的傳輸序列的重要特性。再有，CAZAC序列具有恒包絡(luò)。CAZAC序列的脈沖成形獲得的帶限信號(hào)具有小功率變化，因此允許低成本功率放大器和高功效。
GCL序列為調(diào)制的Zadoff-Chu序列，具體參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[1]。(本說(shuō)明書最后附有一個(gè)參考文獻(xiàn)列表。) 定義GCL序列{c(k)}為 c(k)＝a(k)b(kmod m)，k＝0，1，...，N-1， (1) 其中N＝sm2，s和m為正整數(shù)，{b(k)}為單位量級(jí)的m個(gè)復(fù)數(shù)的任意序列，{a(k)}為Zadoff-Chu序列
其中，WN＝exp(-j2πr/N)并且r與N互質(zhì)。

為exp(-j2πrp/n)的簡(jiǎn)化符號(hào)。
如果用相同的Zadoff-Chu序列{a(k)}但是不同的任意正交調(diào)制序列{bx(k)}和{by(k)}來(lái)定義兩個(gè)GCL序列cx(k)和cy(k)，這兩個(gè)序列為零相關(guān)區(qū)(ZCZ)序列，即對(duì)于所有移位p周期互相關(guān)為零，這樣0≤p|≤T，其中T＝sm-1為零相關(guān)區(qū)的長(zhǎng)度。非周期互相關(guān)通常在零相關(guān)區(qū)具有較低的移位。低互相關(guān)特性允許對(duì)基于相同Zadoff-Chu序列的不同GCL序列的幾個(gè)準(zhǔn)同時(shí)傳輸?shù)臋z測(cè)，甚至在接收到的信號(hào)功率有很大不同的時(shí)候。
根據(jù)自相關(guān)特性、互相關(guān)特性和受限功率變化，使用相同Zadoff-Chu序列的一組正交GCL序列用于非同步隨機(jī)接入前導(dǎo)。
例如，無(wú)線基站收發(fā)器中的基于這樣一組GCL序列的非同步隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)器需要將接收到的信號(hào)與一定延遲范圍內(nèi)GCL序列集合的所有序列進(jìn)行相關(guān)。這樣的相關(guān)計(jì)算起來(lái)很復(fù)雜。
參考文獻(xiàn)[2]提出了一種單一GCL序列有效匹配濾波器的現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)方案。這個(gè)方案只涉及一個(gè)GCL序列的接收。
參考文獻(xiàn)[2]的實(shí)現(xiàn)方案基于對(duì)Zadoff-Chu序列的適當(dāng)分解。
令 k＝smi+d，k＝0，1，，...，N-1，N＝sm2，i＝0，1，，...，m-1， (3)d＝0，1，，...，sm-1 則
其中，匹配c(k)的濾波器等效于作用在輸入信號(hào)u(k)上的相關(guān)器。
輸出z為 在公式(5)中帶入公式(2)、(3)和(4)，得到 其中
以及
變量的變換 d＝mx+y，d＝0，1，，...，sm-1x＝0，1，，...，s-1， (9)y＝0，1，，...，m-1 在公式(6)設(shè)定n′＝n-N+1，得到 公式(10)的最后總和代表m個(gè)有窗輸入抽樣的第si+x塊m點(diǎn)離散傅立葉變換(DFT)的第i個(gè)頻率。用Si，x(i)表示有窗的第si+x塊m點(diǎn)DFT的第i個(gè)頻率。則，公式(10)可以表示為 因此，z(n)為DFT輸出的加權(quán)和，其中在輸入信號(hào)的sm個(gè)不同的有窗塊中進(jìn)行DFT。在公式(11)中，用f(j)來(lái)乘有窗的第sj塊DFT的第j個(gè)頻率。在隨后的輸出z(n+smj)的表達(dá)式中，用f(0)來(lái)乘相同有窗塊DFT的第0個(gè)頻率。這個(gè)特性指出，可以計(jì)算單一有窗口塊的所有m個(gè)頻率，用f(j)乘上第j個(gè)頻率輸出并用sm(j-1)個(gè)抽樣將其延遲。可以有效地用快速傅立葉變換(FFT)來(lái)同時(shí)計(jì)算所有m個(gè)DFT頻率。
圖1中顯示為實(shí)現(xiàn)參考文獻(xiàn)[2]中匹配濾波器的帶有符號(hào)gx(y)＝g(mx+y)的有效相關(guān)器。
相關(guān)器的硬件復(fù)雜度由每個(gè)輸入抽樣所需復(fù)數(shù)乘法和加法的數(shù)目定義。對(duì)于通常的相關(guān)器，每個(gè)輸入抽樣有N個(gè)乘法和N-1個(gè)加法，得到硬件復(fù)雜度O為 O＝2N-1。
圖1中相關(guān)器所需乘法M的數(shù)目由M＝sm+m-1+sMDFT給定，加法A的數(shù)目為A＝sm-1+sADFT，給定用b(y)先與因子g(mx+y)相乘。乘法數(shù)目中的術(shù)語(yǔ)“-1”在這里是因?yàn)閒(0)總是等于1。
這個(gè)相關(guān)器的硬件復(fù)雜度主要依賴DFT算法。可以為所有大小的DFT設(shè)計(jì)FFT。如果m為2的冪，可以用和ADFT＝mlog2m的根為2的FFT來(lái)有效地實(shí)現(xiàn)DFT。這也給出了硬件復(fù)雜度為 O＝1.5smlog2m+(2s+1)m-2 (12) 當(dāng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)器時(shí)，使用FFT代替DFT可以降低單一GCL序列相關(guān)器的硬件復(fù)雜度。
然而，當(dāng)使用不只一個(gè)GCL序列時(shí)，相關(guān)的復(fù)雜度顯著增長(zhǎng)。例如，無(wú)線基站收發(fā)器中的檢測(cè)器需要將接收到的信號(hào)與GCL序列的使用集合中的所有序列進(jìn)行相關(guān)。必須在使用許多不同前導(dǎo)序列的系統(tǒng)中的接收機(jī)的匹配濾波器內(nèi)進(jìn)行更多的計(jì)算。在接收這樣信號(hào)的接收機(jī)中復(fù)雜度是個(gè)問(wèn)題，所以減少?gòu)?fù)雜度是尤其重要的。
希望更低的復(fù)雜度是因?yàn)檩^低復(fù)雜度允許接收機(jī)中具有更少的電路、更少處理器計(jì)算和更小的功率消耗。由于通信系統(tǒng)中的接收機(jī)一般具有有限的電路空間、處理能力和功率資源，所以非常需要這些特性。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供解決上述問(wèn)題的方法和接收機(jī)，即當(dāng)一組GCL序列用于前導(dǎo)時(shí)降低輸入信號(hào)相關(guān)的復(fù)雜度。
當(dāng)使用不只一個(gè)GCL序列時(shí)，相關(guān)的復(fù)雜度顯著增長(zhǎng)。因此，本發(fā)明旨在提供一種相關(guān)方法和實(shí)現(xiàn)具有比現(xiàn)有相關(guān)方法和接收機(jī)更小復(fù)雜度的方法的接收機(jī)。
上述輸入信號(hào)的相關(guān)方法根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分實(shí)現(xiàn)該目的，即在所述第一延遲線處理后的步驟中通過(guò)將所述輸入信號(hào)的抽樣與對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)用于獲得所述GCL序列的調(diào)制序列的調(diào)制序列元素相乘，并使用單一DFT電路進(jìn)行所述DFT處理。
上述用于輸入信號(hào)相關(guān)的接收機(jī)也可以根據(jù)權(quán)利要求20的特征部分實(shí)現(xiàn)該目的，即所述接收機(jī)進(jìn)一步包括在所述第一延遲線處理后的步驟中通過(guò)將所述輸入信號(hào)的抽樣與對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)用于獲得所述GCL序列的調(diào)制序列的調(diào)制序列元素相乘的裝置，和在單一DFT電路進(jìn)行所述DFT處理的裝置。
上述用于輸入信號(hào)相關(guān)的通信系統(tǒng)也可以根據(jù)權(quán)利要求27的特征部分實(shí)現(xiàn)該目的。
本發(fā)明輸入信號(hào)的相關(guān)方法和實(shí)現(xiàn)該方法的接收機(jī)和通信系統(tǒng)，通過(guò)在系統(tǒng)中使用基于單一Zadoff-Chu序列的一組GCL序列可以降低接收和相關(guān)輸入信號(hào)的復(fù)雜度。
本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)將相關(guān)調(diào)制序列集合的計(jì)算與其他計(jì)算分開(kāi)減小了接收可能包括任何調(diào)制序列集合的信號(hào)的接收機(jī)的復(fù)雜度。對(duì)于所有調(diào)制序列來(lái)說(shuō)與調(diào)制序列集合不相關(guān)的計(jì)算只進(jìn)行一次，而不是每個(gè)調(diào)制序列都重復(fù)計(jì)算。當(dāng)在接收機(jī)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，這個(gè)分開(kāi)操作對(duì)應(yīng)于將接收到信號(hào)抽樣與接收機(jī)最后階段的調(diào)制序列元素進(jìn)行相乘。本發(fā)明實(shí)施例中，接收機(jī)只使用一次DFT或FFT。這些特征有效地降低了相關(guān)的復(fù)雜度。
本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)將接收到抽樣與調(diào)制序列元素的乘積合并進(jìn)行DFT或FFT處理減小了接收可能包括任何定義為DFT序列l(wèi)＝0，1，...，m-1的調(diào)制序列集合的信號(hào)接收機(jī)的復(fù)雜度。本實(shí)施例中，接收機(jī)只使用一次DFT或FFT。這些特征進(jìn)一步降低了相關(guān)的復(fù)雜度。還有，使用DFT序列作為調(diào)制序列能夠提高傳輸信號(hào)峰均比(PAR)。良好的PAR值降低了對(duì)發(fā)射機(jī)中放大器的要求。
下面結(jié)合描述優(yōu)選實(shí)施例的附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明方法、接收機(jī)和通信系統(tǒng)的具體示范性實(shí)施例和優(yōu)勢(shì)。



圖1為用于單一GCL序列的現(xiàn)有相關(guān)器。
圖2為用于任何調(diào)制序列集合的本發(fā)明相關(guān)器。
圖3為用于作為DFT序列的調(diào)制序列集合的本發(fā)明相關(guān)器。

具體實(shí)施例方式 當(dāng)參考文獻(xiàn)[2]所述的現(xiàn)有匹配濾波從接收一個(gè)單一GCL序列擴(kuò)展到能夠接收包含不只一個(gè)GCL序列的一組序列時(shí)，可以用本領(lǐng)域中簡(jiǎn)單的方案來(lái)對(duì)集合中每個(gè)序列分別應(yīng)用單一GCL序列的有效相關(guān)器。
然而，復(fù)雜度隨著集合中序列數(shù)目成線性增長(zhǎng)。對(duì)于m個(gè)序列，復(fù)雜度為 O＝1.5sm2log2m+(2s+1)m2-2m(13) ＝(3+1.5log2m)N+m2-2m. 該方案有高級(jí)別的復(fù)雜度。
另一個(gè)可能的方案是，對(duì)于每個(gè)延遲，將接收到的信號(hào)元素級(jí)與Zadoff-Chu序列a(k)的復(fù)共軛相乘得到一個(gè)長(zhǎng)度N的向量。對(duì)于k＝0，1，...，m-1，合計(jì)結(jié)果向量的每m個(gè)元素(k+jm，j＝0，1，...，sm-1)。結(jié)果為一個(gè)長(zhǎng)度m的向量。最后，如果調(diào)制序列為DFT序列，m點(diǎn)DFT給接收機(jī)所有得自同一Zadoff-Chu序列的前導(dǎo)輸出。當(dāng)m為2的冪，乘積的結(jié)果數(shù)目為和A＝N-1+mlog2m，這就得到硬件復(fù)雜度為 O＝2N+1.5mlog2m-1(14) 這個(gè)方案具有比公式(13)所示單獨(dú)有效相關(guān)器更小的復(fù)雜度。
當(dāng)以現(xiàn)有方法作為起點(diǎn)并將之?dāng)U展到GCL序列集合時(shí)，公式(13)和(14)示出了接收不只一個(gè)GCL序列的兩種簡(jiǎn)單方案的復(fù)雜度。然而，這些方案的復(fù)雜度級(jí)別仍然相當(dāng)高，所以需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化復(fù)雜度。
在圖2中，顯示一個(gè)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例并適用于任何調(diào)制序列集合的接收機(jī)。輸入信號(hào)可能包括用不同調(diào)制序列bl(k)調(diào)制單一Zadoff-Chu序列產(chǎn)生的GCL序列集合中的至少一個(gè)。本發(fā)明中，接收機(jī)通過(guò)用該GCL序列集合中的GCL序列與輸入信號(hào)相關(guān)來(lái)接收輸入信號(hào)。在本實(shí)施例中，接收機(jī)將相關(guān)分為四個(gè)階段。第一階段包括第一延遲線，為相關(guān)的每個(gè)延遲產(chǎn)生m個(gè)抽樣。第二階段包括處理第一階段產(chǎn)生的m個(gè)抽樣的單一DFT電路，不管調(diào)制序列的數(shù)目。也可以用單一m點(diǎn)FFT電路來(lái)實(shí)現(xiàn)更加有效處理的第二階段。第三階段包括進(jìn)一步處理DFT或FFT輸出的第二延遲線并為第四乘法階段提供抽樣。第四階段將接收信號(hào)的抽樣與在發(fā)射機(jī)端用來(lái)創(chuàng)建GCL序列的調(diào)制序列元素相乘，因而產(chǎn)生每個(gè)GCL序列相關(guān)器的一個(gè)輸出抽樣。
在圖2的接收機(jī)中，在第一延遲線階段，用一個(gè)系數(shù)f乘以輸入信號(hào)的每sm個(gè)抽樣以產(chǎn)生DFT的輸入。在第二延遲線階段，進(jìn)一步向m個(gè)濾波器提供DFT輸出的m個(gè)抽樣以得到帶有元素v(y)，y＝0，1，...，m-1的長(zhǎng)度m的向量v，每個(gè)濾波器具有序列g(shù)的系數(shù)。向量v與調(diào)制序列無(wú)關(guān)并且對(duì)于所有GCL序列只計(jì)算一次。最后，在乘法階段，列向量v經(jīng)過(guò)矩陣乘數(shù)Bv，其中矩陣B的每行為調(diào)制序列的復(fù)共軛，即(B)lk＝bl(k)*。
通過(guò)算術(shù)描述，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到可以用下述方法改變總和的階來(lái)從現(xiàn)有公式(10)獲得新的相關(guān)器組 其中1為調(diào)制序列的標(biāo)記。
與公式(10)比較，調(diào)制序列的元素bl(y)的復(fù)共軛出現(xiàn)在公式(15)的最左邊和而不是最右邊和。
向量元素v(y)為兩個(gè)內(nèi)部和(兩個(gè)最右邊和)的結(jié)果并且與調(diào)制序列無(wú)關(guān)。對(duì)于由單一Zadoff-Chu序列得到的所有GCL序列只計(jì)算一次向量v。因此，公式(15)可以表示為 帶有元素zl(n)的相關(guān)器輸出z的向量，這等于矩陣符號(hào) z＝Bv 本實(shí)施例中，只使用一個(gè)DFT，不管使用調(diào)制序列的數(shù)目。再有，公式(10)中與調(diào)制序列集合有關(guān)的計(jì)算在公式(15)和(16)中與其他計(jì)算分開(kāi)。這種分開(kāi)使得與調(diào)制序列集合不相關(guān)的計(jì)算更加有效率，因?yàn)閷?duì)于所有調(diào)制序列它們只計(jì)算一次。因而，可以減小接收包括不同調(diào)制序列集合中任意一個(gè)的信號(hào)，即接收包括GCL序列集合中任意一個(gè)的信號(hào)的接收機(jī)的復(fù)雜度。
也可以通過(guò)圖1和圖2來(lái)理解本發(fā)明的復(fù)雜度減小。如圖1所述單一GCL序列的現(xiàn)有方案，在接收機(jī)的第一階段進(jìn)行輸入信號(hào)抽樣和調(diào)制序列元素的乘法。也就是說(shuō)，乘法之后的所有相關(guān)器處理與調(diào)制序列b無(wú)關(guān)。隨之而來(lái)的是，如果在GCL序列集合中使用該結(jié)構(gòu)，圖1所示整個(gè)相關(guān)器對(duì)于每個(gè)GCL序列必須復(fù)制一次。容易看出，當(dāng)GCL序列的數(shù)目增加時(shí)，這將導(dǎo)致很大的復(fù)雜度。
如圖2所示，另一方面，本發(fā)明在接收機(jī)的最后階段進(jìn)行輸入信號(hào)抽樣和調(diào)制序列元素的乘法。因此，不管調(diào)制序列的數(shù)目，接收機(jī)的前級(jí)與調(diào)制序列集合b無(wú)關(guān)并且對(duì)于所有調(diào)制序列只計(jì)算一次。因而，當(dāng)處理GCL序列集合的時(shí)候，在接收機(jī)第一階段之后進(jìn)行調(diào)制乘法的方案能夠降低接收機(jī)的復(fù)雜度。
圖2所示的本實(shí)施例的復(fù)雜度也可以通過(guò)估計(jì)復(fù)數(shù)乘法和加法的數(shù)目來(lái)計(jì)算出。復(fù)數(shù)乘法的數(shù)目為M＝sm+m-1+MDFT+MB，而加法的數(shù)目為A＝(s-1)m+ADFT+AB，其中MB和AB分別為矩陣乘數(shù)的乘法和加法數(shù)目。
一種關(guān)注的情況是當(dāng)B為DFT矩陣的時(shí)候，即當(dāng)調(diào)制序列集合定義為DFT序列l(wèi)＝0，1，...，m-1時(shí)。則 M＝sm+m-1+2MDFT 以及 A＝(s-1)m+2ADFT 如果m為2的冪，使用根為2的FFT的結(jié)果硬件復(fù)雜度為 O＝3m log2m+2sm-1 (17) 表1中給出了公式(14)的現(xiàn)有方案復(fù)雜度和公式(17)定義的本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)雜度。對(duì)于所有m和s值，本發(fā)明都具有比現(xiàn)有方案更小的復(fù)雜度。(這里的變量N，m和s為公式(1)和(2)使用的變量)復(fù)雜度的減少程度隨s的增加顯著增加。
表1.現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明對(duì)序列集合的硬件復(fù)雜度
本發(fā)明對(duì)于單一GCL序列的相關(guān)也比現(xiàn)有方法有更小的復(fù)雜度。對(duì)于單一序列，可以先用因子g乘以調(diào)制序列b，使得 AB＝MB＝0 則 M＝sm+m-1+MDFT以及 A＝sm-m+ADFT， 當(dāng)m為2的冪，硬件復(fù)雜度O等于 O＝1.5log2m+2sm-1 (18) 表2中為對(duì)于單一序列公式(12)的現(xiàn)有方案復(fù)雜度和公式(18)的本發(fā)明復(fù)雜度的比較。對(duì)于所有s和m值，本發(fā)明的復(fù)雜度都減少，尤其是隨s的增加時(shí)。
表2.現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明對(duì)單一序列的硬件復(fù)雜度
圖3顯示為應(yīng)用于當(dāng)調(diào)制序列集合定義為DFT序列l(wèi)＝0，1，...，m-1情況下的本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例。
本實(shí)施例的相關(guān)器有三個(gè)階段，包括第一延遲線階段、DFT階段和第二延遲線階段。所述第一延遲線處理階段包括延遲線，其包括sm個(gè)延遲，將所述輸入信號(hào)的抽樣與第一延遲線系數(shù)g相乘的sm裝置，和將sm個(gè)第一延遲線輸出加到一起構(gòu)成m個(gè)輸出抽樣的裝置。DFT階段包括單一DFT電路。也可以用m點(diǎn)FFT電路來(lái)實(shí)現(xiàn)更加有效處理的DFT階段。DFT階段從第一延遲線階段接收m個(gè)抽樣并進(jìn)行接收信號(hào)抽樣與調(diào)制序列集合元素的乘法。
由于調(diào)制序列集合為DFT序列，所以可以在DFT階段進(jìn)行接收信號(hào)抽樣和調(diào)制信號(hào)元素的乘法。DFT階段輸出m個(gè)并行的處理信號(hào)的抽樣。所述第二延遲線處理階段包括m個(gè)并行延遲線，每個(gè)包括延遲和將所述輸入信號(hào)的抽樣與第二延遲線系數(shù)f相乘的裝置。第二延遲線階段延遲并用第二延遲線系數(shù)f乘以來(lái)自DFT電路的每個(gè)輸出抽樣，在某種程度上，用不同的系數(shù)f乘以所有并行DFT輸出抽樣并且這些系數(shù)f在每個(gè)延遲線的每個(gè)延遲步驟中都會(huì)移位。第二延遲線進(jìn)一步將每個(gè)延遲線的這些乘積結(jié)果加到一起并將1個(gè)抽樣作為輸出信號(hào)并行輸出。
用算術(shù)表示，圖3所示的相關(guān)器中，第1個(gè)序列zl(n)的相關(guān)輸出為 即，用f(i)乘以來(lái)自DFT的輸出i+1。
本實(shí)施例中，只使用一個(gè)DFT，不管使用調(diào)制序列的數(shù)目。再有，公式(10)中與調(diào)制序列集合即DFT序列l(wèi)＝0，1，...，m-1有關(guān)的計(jì)算，在公式(19)中已經(jīng)從公式(10)中的最右邊和移動(dòng)到了DFT和。由于它們可以用已有的DFT處理，這就使得與調(diào)制序列乘積有關(guān)的計(jì)算更加有效。因而，本實(shí)施例可以減小接收包括不同DFT調(diào)制序列集合中任意一個(gè)的信號(hào)，即接收包括DFTGCL序列集合中任意一個(gè)的信號(hào)的接收機(jī)的復(fù)雜度。
本實(shí)施例的復(fù)數(shù)乘法的數(shù)目為M＝sm+MDFT+m(m-1)，由于f(0)＝1，所以加法的數(shù)目為A＝(s-1)m+ADFT+m(m-1)。
如果m為2的冪，使用根為2的FFT的結(jié)果硬件復(fù)雜度為 O＝1.5m log2m+2sm+2m2-3m(20) 表3中給出了公式(14)的現(xiàn)有方案復(fù)雜度和公式(20)定義的本發(fā)明實(shí)施例的復(fù)雜度。對(duì)于大多N，m和s值，本實(shí)施例都具有比現(xiàn)有方案更小的復(fù)雜度，尤其是對(duì)于較大的s值。(變量N，m和s為公式(1)和(2)使用的變量) 表3.現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明對(duì)序列集合的硬件復(fù)雜度
因而，當(dāng)處理DFT GCL序列集合的時(shí)候，在接收機(jī)第一階段之后進(jìn)行調(diào)制乘法的方案能夠降低接收機(jī)的復(fù)雜度。
再有，使用DFT序列作為調(diào)制序列的優(yōu)點(diǎn)是，這些序列能讓傳輸信號(hào)具有良好的PAR特性。這將允許在信號(hào)發(fā)射機(jī)中使用簡(jiǎn)單廉價(jià)的放大器以及發(fā)射機(jī)中更低的復(fù)雜度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以比照上述示范性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的相關(guān)方法、接收機(jī)和通信系統(tǒng)進(jìn)行修改。比如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的接收機(jī)也可以接收除了本發(fā)明所述GCL序列之外的其他類型信號(hào)。輸入信號(hào)與GCL序列集合的相關(guān)可以接收GCL序列，而與對(duì)應(yīng)于其他類型信號(hào)的序列相關(guān)可以接收其他類型信號(hào)。
參考文獻(xiàn)B.M.Popovic，“Generalized Chirp-Like Polyphase Sequences withOptimum Correlation Properties(具有最優(yōu)相關(guān)特性的廣義線性調(diào)頻多相序列)，”IEEE Trans.on Information Theory，Vol.38，no.4，pp 1406-1409，July 1992.B.M.Popovic，“Efficient matched filter for the Generalized Chirp-Likepolyphase sequences(廣義線性調(diào)頻多相序列的有效匹配濾波器)，”IEEE Trans.on Aerospace and Electronic Systems，Vol.30，no.3，pp 769-777，July 1994.
權(quán)利要求
1、一種在接收機(jī)中將廣義線性調(diào)頻GCL序列與輸入信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的方法，該GCL序列從至少經(jīng)兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列中得到，所述方法至少包括對(duì)所述輸入信號(hào)的抽樣進(jìn)行第一延遲線處理、離散傅立葉變換DFT處理和第二延遲線處理，
其特征在于，
在所述第一延遲線處理后，將所述輸入信號(hào)的抽樣與對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)用于獲得所述GCL序列的調(diào)制序列的調(diào)制序列元素相乘；及
使用單一DFT電路進(jìn)行所述DFT處理。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二延遲線處理后，將所述輸入信號(hào)的抽樣與至少兩個(gè)調(diào)制序列元素相乘。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下公式進(jìn)行所述相關(guān)
，其中
b1(y)為調(diào)制序列，
f(i)為第一延遲線系數(shù)，
u(n’+smi+mx+y)為輸入信號(hào)，
g(mx+y)為第二延遲線系數(shù)，和
為用于DFT操作的因子。
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述相乘通過(guò)矩陣乘數(shù)步驟實(shí)現(xiàn)。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下公式進(jìn)行所述相關(guān)
其中
b1(y)為調(diào)制序列，和
，其中
f(i)為第一延遲線系數(shù)，
u(n’+smi+mx+y)為輸入信號(hào)，
g(mx+y)為第二延遲線系數(shù)，和
為用于DFT操作的因子。
6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一延遲線處理包括
接收所述輸入信號(hào)，
延遲所述輸入信號(hào)的抽樣并用第一延遲線系數(shù)乘所述抽樣，及
向所述DFT處理并行輸出m個(gè)抽樣。
7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述DFT處理包括
接收所述第一延遲線處理輸出的m個(gè)并行抽樣，
計(jì)算m點(diǎn)DFT，及
向所述第二延遲線處理輸出m個(gè)輸出抽樣。
8、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二延遲線處理包括
接收所述DFT處理輸出的m個(gè)并行抽樣，
在m個(gè)并行延遲線中，延遲所述抽樣并用第二延遲線系數(shù)乘所述抽樣，及
所述第二延遲線處理之后向矩陣乘數(shù)步驟并行輸出m個(gè)抽樣。
9、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二延遲線處理之后的矩陣乘數(shù)步驟包括
接收所述第二延遲線處理輸出的m個(gè)并行抽樣，
用矩陣乘數(shù)電路中的所述調(diào)制序列元素乘所述抽樣，及
將解調(diào)信號(hào)作為輸出信號(hào)輸出。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少兩個(gè)調(diào)制序列為DFT序列。
11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在所述DFT處理中，將所述輸入信號(hào)的抽樣與至少兩個(gè)調(diào)制序列元素相乘。
12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，根據(jù)以下公式進(jìn)行所述相關(guān)
其中
g(mx+y)為第一延遲線系數(shù)，
u(n’+smi+mx+y)為輸入信號(hào)，
f(i)為第二延遲線系數(shù)，和
為用于DFT操作的因子。
13、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一延遲線處理包括
接收所述輸入信號(hào)，
延遲所述輸入信號(hào)的抽樣并用產(chǎn)生sm個(gè)第一延遲線輸出的第一延遲線系數(shù)乘所述抽樣，
將所述sm個(gè)第一延遲線輸出加在一起從而構(gòu)成m個(gè)輸出抽樣，及
向所述DFT處理并行輸出所述m個(gè)抽樣。
14、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述DFT處理包括
接收所述第一延遲線處理輸出的m個(gè)并行抽樣，
計(jì)算包括所述抽樣與所述調(diào)制序列元素相乘的m點(diǎn)DFT，及
向所述第二延遲線處理輸出m個(gè)輸出抽樣。
15、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二延遲線處理包括
接收所述DFT處理輸出的m個(gè)并行抽樣，
在每個(gè)延遲線中，延遲所述抽樣并用第二延遲線系數(shù)乘所述抽樣，
將每個(gè)延遲線的結(jié)果加在一起，及
將來(lái)自第二延遲線處理的1個(gè)抽樣作為輸出信號(hào)并行輸出。
16、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述GCL序列{c(k)}定義為
c(k)＝a(k)b(k mod m)，k＝0，1，...，N-1
其中
N＝sm2，
s和m為正整數(shù)，
{b(k)}為單位量級(jí)的m個(gè)復(fù)數(shù)的任意序列，和
{a(k)}為Zadoff-Chu序列
k＝0，1，...，N-1，其中
q為任意整數(shù)，
WN＝exp(-j2πr/N)，和
r與N互質(zhì)。
17、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸入信號(hào)攜帶小區(qū)搜索用到的信息。
18、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸入信號(hào)攜帶隨機(jī)接入前導(dǎo)信息。
19、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用快速傅立葉變換FFT函數(shù)進(jìn)行所述DFT處理。
20、一種將廣義線性調(diào)頻GCL序列與輸入信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的接收機(jī)，該GCL序列從至少兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列中得到，所述接收機(jī)至少具有第一延遲線處理階段、離散傅立葉變換DFT處理階段和第二延遲線處理的階段，
其特征在于，所述接收機(jī)進(jìn)一步包括
在所述第一延遲線處理階段后的階段中，將所述輸入信號(hào)的抽樣與對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)用于獲得所述GCL序列的調(diào)制序列的調(diào)制序列元素相乘的裝置，和
在單一DFT電路進(jìn)行所述DFT處理的裝置。
21、根據(jù)權(quán)利要求20所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)被設(shè)置成在所述第二延遲線處理階段后的階段中，將所述輸入信號(hào)的抽樣與至少兩個(gè)調(diào)制序列元素相乘。
22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第一延遲線處理階段包括包括延遲和將所述輸入信號(hào)的抽樣與第一延遲線系數(shù)相乘的裝置的單一延遲線。
23、根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第二延遲線處理階段包括m個(gè)并行延遲線，每個(gè)并行延遲線包括延遲和將所述輸入信號(hào)的抽樣與第二延遲線系數(shù)相乘的裝置。
24、根據(jù)權(quán)利要求20所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收機(jī)被設(shè)置成在所述DFT處理階段中，將所述輸入信號(hào)的抽樣與至少兩個(gè)調(diào)制序列元素相乘。
25、根據(jù)權(quán)利要求24所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第一延遲線處理階段包括延遲線，所述延遲線包括sm個(gè)延遲，將所述輸入信號(hào)的抽樣與第一延遲線系數(shù)的相乘的sm個(gè)裝置，和將sm個(gè)第一延遲線輸出加到一起以構(gòu)成m個(gè)輸出抽樣的裝置。
26、根據(jù)權(quán)利要求24所述的接收機(jī)，其特征在于，所述第二延遲線處理階段包括m個(gè)并行延遲線，每個(gè)并行延遲線包括延遲，將所述輸入信號(hào)的抽樣與第二延遲線系數(shù)相乘的裝置，和將每個(gè)延遲線的結(jié)果加到一起以構(gòu)成1個(gè)并行抽樣輸出的裝置。
27、一種具有用于第一收發(fā)器和第二收發(fā)器之間通信的通信資源的通信系統(tǒng)，所述第一收發(fā)器和第二收發(fā)器中至少之一包括一接收機(jī)，該接收機(jī)被設(shè)置成將輸入信號(hào)與廣義線性調(diào)頻GCL序列進(jìn)行相關(guān)，該GCL序列從至少兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列得到，所述接收機(jī)至少具有第一延遲線處理階段、離散傅立葉變換(DFT)處理階段和第二延遲線處理階段，
其特征在于，所述接收機(jī)進(jìn)一步包括
在所述第一延遲線處理階段后的階段中，將所述輸入信號(hào)的抽樣與對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)用于獲得所述GCL序列的調(diào)制序列的調(diào)制序列元素相乘的裝置，和在單一DFT電路進(jìn)行所述DFT處理的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在接收機(jī)中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)方法以及實(shí)現(xiàn)該方法的接收機(jī)和通信系統(tǒng)。將輸入信號(hào)與從至少兩個(gè)調(diào)制序列調(diào)制的單一Zadoff-Chu序列得出的廣義線性調(diào)頻(GCL)序列進(jìn)行相關(guān)。該方法至少包括在第一延遲線、離散傅立葉變換(DFT)電路和第二延遲線處理輸入信號(hào)抽樣的步驟。在本發(fā)明的第一延遲線處理后的步驟中，將所述輸入信號(hào)的抽樣與對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)用于獲得所述GCL序列的調(diào)制序列的調(diào)制序列元素相乘。進(jìn)而使用單一DFT電路進(jìn)行所述DFT處理。
文檔編號(hào)H04L27/00GK101390355SQ200680053427
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月30日
發(fā)明者奧斯卡·莫里茲, 布蘭尼斯拉夫·波波維奇 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司