專利名稱：一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多徑搜索技術(shù)，尤指一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域方法及裝置。
背景技術(shù)：
碼分多址(CDMA)多徑搜索用于搜索信道的多徑延遲和衰減，可以通過檢測信道的沖擊響應(CIR)來完成。CDMA的多徑搜索通常通過時域卷積完成。時域卷積也可等價的通過頻域乘積完成，用頻域法替代時域卷積可大大簡化多徑搜索的運算復雜度，頻域法的運算復雜度與所采用的快速傅里葉變換(FFT)的大小有夫。隨著多模軟基帶平臺的日益廣泛應用，以通用數(shù)字信號處理(DSP)或并行陣列處理器為核心完成CDMA系統(tǒng)(或WCDMA、CDMA2000等系統(tǒng))碼片級處理變得愈來愈可行。對于CDMA的多徑搜索器來說，相比在時域直接卷積搜索的復雜度，在頻域乘法搜索的計算復 雜度要低得多。CDMA多徑搜索時域法大致包括利用本地產(chǎn)生的偽碼與天線接收到的基帶信號進行卷積完成，卷積的結(jié)果是信道的沖擊響應。時域卷積法的問題是運算量巨大。圖I為現(xiàn)有頻域法CDMA多徑搜索的示意圖，如圖I所示，X是CDMA天線基帶信號碼片取樣信號，長度為Lx個碼片；本地偽碼序列長度為Lc。假設(shè)信道捜索長度為L(単位碼片)，那么，Lx — L+Lc。頻域法是將長度為Lx的X補零擴展到Lfft，Lfft是大于Lx，且滿足為2的指數(shù)的最小整數(shù)(可用FFT處理)；然后，通過尺度為Lfft點FFT運算完成多徑搜索。其數(shù)學原理可用公式⑴給出
y IFhT {dia^FfiT {G[l,*]}] x FfiT {x} }
LyJ⑴在公式⑴中，X是將長度為Lx的X補零擴展到Lfft后的輸入信號序列，F(xiàn)FTO為長度為Lfft的FFT變換；G[1，*]為將長度為Lc本地偽碼序列補零擴展到Lfft后的偽碼序列；IFFT ()是長度為Lfft的FFT逆變換，F(xiàn)FT逆變換的結(jié)果為ー個長度為Lfft的向量y，該向量I由兩個子向量y0和yl級聯(lián)組成，其中，y0長度為L，是該信道的沖激響應，現(xiàn)有頻域搜索器的組成框圖如圖2所示。頻域法大大降低了運算復雜度。例如，假設(shè)Lc = 256，L= 128，那么，時域卷積需要256*128 = 32768復數(shù)乘運算；而采用頻域法時，假設(shè)Lfft = 512，則僅需要512*log2512+512=5120復數(shù)乘運算。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于在頻域法的基礎(chǔ)上提供一種實現(xiàn)CDMA多徑搜索的分段頻域方法及裝置，能夠進一歩降低總的運算復雜度，同時降低成本。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域方法，包括
將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段；將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段；對每個分段分別進行頻域搜索，并對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合井。所述將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段包括將長度為Lc的所述偽碼序列c切成預設(shè)數(shù)量K個子序列段，分別為c(l)，c (2), . . . , c (K),姆段長為N,且滿足K*N = Lc ；N = L+L。,其中，L0是使得N = L+L0是2的指數(shù)的最小整數(shù)；其中，L是所搜索的信道的時域長度，Lc是CDMA本地偽碼的長度并且其長度為2的冪，且L < Lc。所述將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段包括所述輸入信號序列X長度為(L+Lc)，將所述輸入信號序列X結(jié)尾補零擴展到長度滿足 K*N+L+LQ = (K+1)*N;將經(jīng)過補零擴展后的輸入信號序列分割成預設(shè)數(shù)量K個相互部分重疊的子序列段，分別為X (I)，X (2)，. . .，X (K)，且每個子序列段的長度為2N。所述對每個分段分別進行頻域搜索為利用現(xiàn)有不分段的頻域搜索方法實現(xiàn)。所述對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合并包括將預設(shè)數(shù)量K個分段分別輸出的頻域搜索結(jié)果％(1) ,Y0 (2),..., Y0(K)全部按照公式(2)疊加合并得到最終頻域搜索結(jié)果Yo°一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域裝置，至少包括偽碼序列分段模塊、輸入信號序列分段模塊、預設(shè)數(shù)量K個頻域捜索模塊，以及合并處理模塊，其中，偽碼序列分段模塊，用于將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段；輸入信號序列分段模塊，用于將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段；各頻域搜索模塊，用于根據(jù)來自偽碼序列分段模塊的k偽碼子序列段，以及來自輸入信號序列分段模塊的第k輸入信號子序列段，對第k分段進行頻域捜索，并將第k分段搜索結(jié)果輸出給合并處理模塊；其中k為I或2，...或K ;合并處理模塊，用于對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合并，得到最終頻域搜索結(jié)果。從上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用在將整個卷積段分拆成多個較短的卷積段，在每個子段上進行頻域分段捜索，進ー步降低了總的運算復雜度；而且，如果用FFT硬件加速器完成的話，可用小尺寸的FFT替代原需要大尺寸FFT才能完成的捜索，降低了硬件實現(xiàn)的復雜度，從而降低了成本，而且可以重復利用原有的小尺寸的FFT模塊。


圖I為現(xiàn)有CDMA多徑搜索的示意圖；圖2為現(xiàn)有頻域搜索器的組成框圖；圖3為本發(fā)明實現(xiàn)多徑搜索的方法的流程圖；
圖4為本發(fā)明多徑搜索的方法中偽碼數(shù)據(jù)塊分割的實現(xiàn)示意圖5為本發(fā)明多徑搜索的方法中輸入數(shù)據(jù)塊分割的實現(xiàn)示意圖；圖6為本發(fā)明多徑搜索的方法中分段卷積和合并的實現(xiàn)示意圖；圖7為本發(fā)明實現(xiàn)多徑搜索的裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式圖3為本發(fā)明實現(xiàn)多徑搜索的方法的流程圖，如圖3所示，包括步驟300 :將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段。 假設(shè)L是所搜索的信道的時域長度，Lc是CDMA本地偽碼的長度并且其長度為2的冪；并假設(shè)L < Lc,即偽碼序列的長度長于信道的長度。圖4為本發(fā)明多徑搜索的方法中偽碼數(shù)據(jù)塊分割的實現(xiàn)示意圖，如圖3所示，本步驟中，將長度為Lc的偽碼序列c切成預設(shè)數(shù)量K個子序列段，分別為C(I)，c (2)，. . .，c (K)，每段長為N，且滿足K*N = Lc。而N = L+L。，其中，L0是使得N = L+L0是2的指數(shù)的最小整數(shù)，即2N也是2的指數(shù)。步驟301 :將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，即可分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段。圖5為本發(fā)明多徑搜索的方法中輸入數(shù)據(jù)塊分割的實現(xiàn)示意圖，如圖5所示，本步驟中，將長度為(L+Lc)輸入信號序列X結(jié)尾補Ltl個零擴展到長度滿足K*N+L+U= (K+1)*N。然后，按照圖5將其分割成預設(shè)數(shù)量K個相互部分重疊的子序列段，分別為X (I)，X (2)，...，X (K)，且每段長度為2N。步驟302 :對每個分段分別進行頻域搜索，并對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加
I=I TT。圖6為本發(fā)明多徑搜索的方法中分段卷積和合并的實現(xiàn)示意圖，如圖6所示，共有K個分段。以第K個分段為例，在第K個分段，第K個輸入信號子序列x(k)和第K個偽碼子序列c(k)為兩個輸入，采用現(xiàn)有頻域法在該第K段上完成頻域搜索，得到該段的長度為L輸出子向量y0(K)；最后，將預設(shè)數(shù)量K個分段分別輸出的結(jié)果7(|(1)，％(2)，...，ytl(K)全部按照公式
(2)疊加合并得到最終頻域搜索結(jié)果y0 = y0 ⑴ +y0 ⑵ + . . +y0 (K)(2)與現(xiàn)有頻域法相比這里，僅考慮對輸入信號的FFT運算，本地偽碼的FFT運算可離線得到。于是，現(xiàn)有不分段的頻域法所需的復乘法和復加法數(shù)如下其中，所需的復乘法為對擴展輸入信號作FFT需要復乘法數(shù)為^log2 Lfft淇中，Lfft是大于Lx，且滿足為2的指數(shù)的最小整數(shù)。輸入信號FFT的結(jié)果同偽碼FFT的結(jié)果相乘需要復乘法數(shù)為=Lfft ;作IFFT需要復乘法數(shù)為^og2Lfff;這樣將三部分相加，總的所需的復乘法數(shù)為Lfft (l+log2 Lfft)。
類似地，所需的總的復加法數(shù)為2Lfftlog2Lfft。如果Lc > L,則僅有Lfft > 2LC,總的復乘法數(shù)ミ2LC (l+log22Lc)，總的復加數(shù)彡4LCIog2 2LC。而本發(fā)明分段法下的頻域法中，所需的復乘法和復加法數(shù)如下如果Lc > L，則僅有 Lc = KN,總的復乘法數(shù)=2KN(l+log22N) = 2LC(l+log22N)，總的復加法數(shù)=4KNlog22N = 4LC log22N。顯然，與現(xiàn)有不分段的頻域法比較，本發(fā)明分段法下的頻域法所需的復運算量小于不分段的頻域法的。因此，本發(fā)明采用的在將整個卷積段分拆成多個較短的卷積段，在每個子段上進行頻域分段捜索，進ー步降低了總的運算復雜度；而且，如果用FFT硬件加速器完成的話，由于采用了分段處理，可用小尺寸的FFT替代原需要大尺寸FFT才能完成的搜索，降低了成本。
針對本發(fā)明方法，還提供一種實現(xiàn)多徑搜索的裝置，其組成結(jié)構(gòu)示意圖如圖7所示，至少包括偽碼序列分段模塊、輸入信號序列分段模塊、預設(shè)數(shù)量K各頻域搜索模塊即第一頻域搜索模塊、第二頻域搜索模塊. 第預設(shè)數(shù)量K頻域搜索模塊，以及合并處理模塊，其中，偽碼序列分段模塊，用于將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段；輸入信號序列分段模塊，用于將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段；各頻域搜索模塊，用于根據(jù)來自偽碼序列分段模塊的k偽碼子序列段，以及來自輸入信號序列分段模塊的第k輸入信號子序列段，對第k分段進行頻域捜索，并將第k分段捜索結(jié)果輸出給合并處理模塊；其中k為I或2，...或K ;SP :第一頻域搜索模塊，用于根據(jù)來自偽碼序列分段模塊的第I偽碼子序列段，以及來自輸入信號序列分段模塊的第I輸入信號子序列段，對第I分段進行頻域捜索，并將第I分段捜索結(jié)果輸出給合并處理模塊；第二頻域搜索模塊，用于根據(jù)來自偽碼序列分段模塊的第2偽碼子序列段，以及來自輸入信號序列分段模塊的第2輸入信號子序列段，對第2分段進行頻域捜索，并將第2分段捜索結(jié)果輸出給合并處理模塊；第預設(shè)數(shù)量K頻域搜索模塊，用于根據(jù)來自偽碼序列分段模塊的第K偽碼子序列段，以及來自輸入信號序列分段模塊的第K輸入信號子序列段，對第K分段進行頻域捜索，并將第K分段捜索結(jié)果輸出給合并處理模塊；合并處理模塊，用于對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合并，得到最終頻域搜索結(jié)果。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域方法，其特征在于，包括 將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段； 將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段； 對每個分段分別進行頻域搜索，并對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合井。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分段頻域方法，其特征在于，所述將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段包括 將長度為Lc的所述偽碼序列c切成預設(shè)數(shù)量K個子序列段，分別為c (I)，c (2)，...，c (K)，每段長為N，且滿足K*N = Lc ；N = L+U，其中，L0是使得N = L+L0是2的指數(shù)的最小整數(shù)； 其中，L是所搜索的信道的時域長度，Lc是CDMA本地偽碼的長度并且其長度為2的冪，且 L < Lc。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分段頻域方法，其特征在于，所述將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段包括 所述輸入信號序列X長度為(L+Lc)，將所述輸入信號序列X結(jié)尾補零擴展到長度滿足K*N+L+L0 = (K+1)*N ； 將經(jīng)過補零擴展后的輸入信號序列分割成預設(shè)數(shù)量K個相互部分重疊的子序列段，分別為X (I)，X (2)，. . .，X (K)，且每個子序列段的長度為2N。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項所述的分段頻域方法，其特征在于，所述對每個分段分別進行頻域搜索為利用現(xiàn)有不分段的頻域搜索方法實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分段頻域方法，其特征在干，所述對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合并包括將預設(shè)數(shù)量K個分段分別輸出的頻域搜索結(jié)果(I) ,y0(2),...,y0 (K)全部按照公式(2)疊加合并得到最終頻域搜索結(jié)果10。
6.一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域裝置，其特征在于，至少包括偽碼序列分段模塊、輸入信號序列分段模塊、預設(shè)數(shù)量K個頻域捜索模塊，以及合并處理模塊，其中， 偽碼序列分段模塊，用于將偽碼序列切成預設(shè)數(shù)量個子序列段； 輸入信號序列分段模塊，用于將輸入信號序列結(jié)尾補零擴展后，分割成預設(shè)數(shù)量個相互部分重疊的子序列段； 各頻域搜索模塊，用于根據(jù)來自偽碼序列分段模塊的k偽碼子序列段，以及來自輸入信號序列分段模塊的第k輸入信號子序列段，對第k分段進行頻域捜索，并將第k分段捜索結(jié)果輸出給合并處理模塊；其中k為I或2，...或K; 合并處理模塊，用于對各分段的頻域搜索結(jié)果進行疊加合并，得到最終頻域搜索結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)多徑搜索的分段頻域方法及裝置，本發(fā)明采用的在將整個卷積段分拆成多個較短的卷積段，在每個子段上進行頻域分段搜索，進一步降低了總的運算復雜度；而且，如果用FFT硬件加速器完成的話，由于采用了分段處理，可用小尺寸的FFT替代原需要大尺寸FFT才能完成的搜索，降低了硬件實現(xiàn)的復雜度，從而降低了成本，而且可以重復利用原有的小尺寸的FFT模塊。
文檔編號H04J13/00GK102655420SQ201110050329
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者沈承科 申請人:中興通訊股份有限公司