WO2011153741A1

WO2011153741A1 - 一种实现前导生成的方法和装置

Info

Publication number: WO2011153741A1
Application number: PCT/CN2010/076843
Authority: WO
Inventors: 谢一宁; 任天民
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2011-12-15
Also published as: EP2525539B1; EP2525539A4; EP2525539A1; CN102271108B; US20120314561A1; CN102271108A; US9007886B2

Description

一种实现前导生成的方法和装置技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现前导生成的方法和装置。背景技术

在 3.9G 和 4G 通信系统中，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM ) 已经成为一种广泛应用的技术。在 3GPP组织定义的下一代移动通信系统（ Long Term Evolution , LTE)上行链路中，用户设备 ( User Equipment , UE ) 釆用单载波频分多址（single carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA )技术，一方面继承了 OFDM 各子载波之间正交特性，另一方面也克服了 OFDM技术峰均比（Peak to Average Power Ratio, PAPR )较大的问题，从而可达到提高功率放大器效率、达到降低 UE功耗的目的。 LTE系统中，随机接入过程中的前导序列釆用了恒模序列（Zadoff-Chu, ZC )。 ZC 序列是一种具有恒包络零自相关序歹' J ( Constant Amplitude Zero Auto-Correlation, CAZAC )性质的序列，具有以下两方面特点：（ 1 )序列的自相关特性和互相关特性良好，特别的当序列长度为质数时，具有理想的自相关和互相关特性，这样系统中两个用户釆用不同的 ZC序列、或者同一序列的不同循环移位进行接入时，相互之间的干扰都很小；（2 )具有时域和频域都是恒模特性，具有较低的 PAPR, 因此适合于在上行链路中使用。

LTE 系统中，分别釆用了长度为^ c = 839 ( _format o~3 , )和^ _c = 139

( format 4 ) 的时域 ZC根序列 ^x" (") , 其中下标"代表了根序列号： ¾(«) = 0≤"≤N_ZC - 1

UE釆用的前导序列是上述 ZC根序列的某个其循环移位，其中循环移位值 τ由网络指示：

Xu^T(ⁿ) = ^Xu((^{n + T})^m0dNZc)

然后，上述前导序列通过一次点的离散傅立叶变换（ Discrete Fourier Transform, DFT)到频域，并通过子载波映射模块、插入循环前缀（cyclic prefix, CP)模块和应用功率增益因子（ )后在前导发送模块上的 PRACH信道上发射。在 LTE系统中一种随机接入前导的生成过程参见图 1。

上述过程中，如何计算经过循环移位 ZC序列的 DFT变换，是前导生成过程的关键技术点之一。由于 ZC序列的长度为质数，因此其 DFT无法釆用常规 FFT方法实现，因为常规 FFT—般要求序列长度可分解，然后釆用基 -2、基 -3、基 -4等模块的串联来实现。如果直接釆用 DFT来计算，其计算复杂度将是十分庞大的。业界的一般处理方法是利用 ZC序列本身的一些特性，来避免直接的 DFT计算。例如，对于循环移位 ZC序列的 DFT 变换^：^), 如下公式成立（针对循环移位情况做了扩展）：

(k) = FT[X_U ^T (")] = C-x_u(T) - conj[x_u ((k-A + r)mod N_zc )]

其中， C是一个复常数，其模值满足 |C| = ^; 而 Δ = "- imodNzc, 即满足 (Δ·_Μ)賺 dN_zc =l ,其中 A [0，N_zc-l]是一个非负整数。由于前导发射进行一个固定的相位旋转并不影响前导在基站处的检测，并且固定的增益可在前导发射功率控制中体现，因此后述前导生成过程中忽略复常数 c。

基于上述公式，可见 ZC序列的 DFT变换，可看作是一个复数 ^x" ( 与另一个 ZC序列 ^(^A od^c)的共轭相乘后得到的结果。这样可避免复杂的 DFT变换，只需要计算 ^Χ"( )和 ZC序列 ^Χ" · ^{Δ + )}賺 ^dA^)即可，其中，变量"、 k、 Δ和 τ均是取值范围是 [0，N_ZC_1]的非负整数，这里：

u .

conj[x_u {{k-A + T)mod N_zc )] = ex jn '

N z.c

但是，为了计算序列 co"_/k(( 'A + )_m0dN_zc)] , 仍然需要相位因子项 u-[{k-A + + T + \)]^还是涉及了大量比较复杂的乘法和求模运算，因而此种算法的复杂度依然很复杂。发明内容

本发明的目的在于提供一种实现前导生成的方法和装置，在前导生成过程中釆用两重迭代方法计算，可以实现计算过程的低复杂度和高计算精率，并且可以大大降低计算处理量和存储量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现前导生成的方法，包括：

根据恒模序列的根序列号获取第一参数值；

根据恒模序列长度和循环移位值以及所获取的第一参数值，获得第一序列的初始值；

根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的迭代计算；

根据所述第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列进行迭代计算；

根据所述第二序列的迭代计算后的值获得离散傅立叶变换。

所述根据恒模序列的根序列号获取第一参数值的步骤包括：

以所述恒模序列的根序列号作为索引值查找第一数据表得到所述第一参数值，其中，所述第一数据表存储为 ^{Δ lm}°^dA^， o≤"≤w_zc_i, 取值范围为^[()，^ _1]中的整数。所述根据恒模序列长度和循环移位值以及所获取的第一参数值，获得第一序列的初始值的步骤包括：

若所述获取的第一参数值为奇数，则通过 (^T+^ ^{+ 1})^/2)^m°^dA ^获得所述第一序列的初始值，其中， τ表示循环移位值， Δ表示第一参数值，表示恒模序列长度；

若所述获取的第一参数值不为奇数，则通过 ( ⁺ (^Δ + ¹ + ^_zc)/2)modN_zc获得所述第一序列的初始值。

根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的迭代计算的步骤包括：

根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算；

之后，根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算。根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算的步骤包括：

通过 (G) + A)modN_zc来计算所述第一序列的第一次迭代计算，其中，

B(0)表示所述第一序列的初始值。

所述根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算的步骤包括：

通过 (S( -l) + A)modN_zc计算第 _k次迭代计算，其中， _B(k-1)表示第 k-1 次迭代计算后的值，其中 ≥1为一个正整数，小于等于 Wzc _l。

根据所述第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列进行迭代计算的步骤包括：

根据所述第一序列的初始值和预设的第二序列的初始值进行第二序列的第一次迭代计算；

之后，根据第二序列的第 k-1次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算。

所述根据所述第一序列的初始值和预设的第二序列的初始值进行第二序列的第一次迭代计算的步骤包括：

通过 (Γ(0) + B(0))mod N_zc计算所述第二序列的第一次迭代计算，其中，

Y(0)表示所述预设的第二序列的初始值。

所述根据第二序列的第 k-1次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算的步骤包括：

通过 ₊ 賺 d N_zc计算第二序列的第 _k 次迭代计算， Y_(k—1) 表示所述第二序列的第 k-1次迭代计算后值，其中 ≥1为一个正整数，小于等于^ _c _l。

根据所述第二序列的迭代计算后的值获得离散傅立叶变换的步骤包括：

判断所述第二序列的第 k次迭代计算后的值是否小于等于 ^(Λ -!)^{/ 2}；若判断小于等于 zc -W²时，根据所述第二序列的第 k次迭代计算后值作为索引直接查找第二数据表得到离散傅立叶变换输出；

若判断大于 ^(Λ -!)^{/ 2}时，将^ 减去所述第二序列的第 k次迭代计算后的值作为索引值查找所述第二数据表，并将查表结果进行共轭后得到离散傅立叶变换输出。所述第二数据表中存储为

, 其中" e [G，(N_zc _lV²]为非负整数。

一种实现前导生成的装置，包括：

第一查询模块，用于根据恒模序列的根序列号获取第一参数值；初始值计算模块，与所述第一查询模块连接，用于根据恒模序列长度和循环移位值以及所获取的第一参数值，获得第一序列的初始值；第一存储模块，与所述初始值计算模块连接，用于存储所述第一序列的初始值；

第一取模加法器，与所述第一存储模块和所述第一存储模块连接，用于根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的迭代计算，并存储于所述第一存储模块；

第二取模加法器，与所述第一存储模块连接，用于根据所述第一存储模块存储的所述第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列进行迭代计算；

第二查询模块，用于根据所述第二序列的迭代计算后的值获得离散傅立叶变换。

还包括：

第一数据库，用于存储构造的第一数据表，所述第一数据表中存储内容为 = ^ ， Q≤u≤W_zc _ l , Δ取值范围为 [0， W_ZC _ 1]中的整数；所述第一查询模块，进一步用于以所述恒模序列的根序列号作为索引值查找所述第一数据表得到所述第一参数值。

所述初始值计算模块在获得第一序列的初始值时，用于：

当所获取的第一参数值为奇数时，通过 ^ + ^ ^{+ 1})^/2)^{mod N}^c来获得则所述第一序列的初始值；当述获取的第一参数值不为奇数时，通过 ( _{+ (Δ + 1 +} W_zc)/²)賺 d N_zc来获得所述第一序列的初始值。所述第一取模加法器根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的迭代计算时，用于：根据第 k- 1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算

根据所述第一存储模块存储的所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算，并存储于所述第一存储模块；

所述第一序列的第一次迭代计算是由所述第一取模加法器通过 (S(0) ₊ A)modN_zc计算得到的；其中， _B(0)表示所述第一序列的初始值。

所述第一取模加法器根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k 次迭代计算时，用于：

根据所述第一存储模块存储的第 k-1 次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算，并存储于所述第一存储模块；

所述第 k 次迭代计算是由所述第一取模加法器通过 ^^-D + ^m^ ^c 计算得到的；其中， B(k-l)表示第 k-1次迭代计算后的值， ≥1为一个正整数，小于等于 Wzc _l。

所述第二取模加法器根据所述第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列进行迭代计算时，用于：

根据所述第一存储模块存储的所述第一序列的初始值和预设的第二序列的初始值进行第二序列的第一次迭代计算；

所述第二序列的第一次迭代计算是由所述第二取模加法器通过 (Γ(0) ₊ 3(0))賺 dN_zc计算得到的；其中， γ₍₀₎表示所述预设的第二序列的初始值。

所述第二取模加法器根据第二序列的第 k-1 次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算时，用于：根据所述第一存储模块存储的第二序列的第 k-1 次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算；

所述第二序列的第 k 次迭代计算是由第二取模加法器通过 + 1))賺 dN_zc计算得到的; 其中，丫^ 表示所述第二序列的第 k-1次迭代计算后值， ≥ι为一个正整数，小于等于^ _1。

该装置还包括第二存储模块，该模块与所述第二取模加法器连接，用于存储所述第二取模加法器的第 k-1次迭代计算后值；

所述第二查询模块进一步用于判断所述第二序列的第 k次迭代计算后的值是否小于等于 ^(Λ^ -^{1)/ 2}。

该装置还包括第二数据库，用于存储构造的第二数据表；所述第二数据表中存储项为

其中， "^e [^G，^zc _lV²]为非负整数；

所述第二查询模块进一步用于：

判断所述第二序列的第 k次迭代计算后的值是否小于等于 ^(Λ -!)^{/ 2}；当判断小于等于 zc -W²时，根据所述第二序列的第 k次迭代计算后值作为索引直接查找所述第二数据库中的第二数据表得到离散傅立叶变换输出；当判断大于 - IV²时，将^^ ^减去所述第二序列的第 k次迭代计算后的值作为索引值查找所述第二数据库中的第二数据表，并将查表结果进行共轭后得到离散傅立叶变换输出。

本发明实施例所提供的实现前导生成的计算方法及装置，在前导生成过程中釆用两重迭代方法计算，只涉及整数加，减、比较和查表操作，不涉及定点处理损失，相对于现有技术而言，可以实现计算过程的很低复杂度和较高的计算精度，并且可以大大降低计算处理量和存储量。附图说明

图 1为现有技术中 LTE系统中一种随机接入前导的生成过程的示意图图 2为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算方法一实施例的流程示意图图 3为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算装置一实施例的结构示意图图 4为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算装置中图 3的初始化计算模块的结构示意图；

图 5为图 4所示的初始化计算模块的具体电路图；

图 6为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算装置中图 3的取模加法器的结构示意图；图 7为图 6所示的取模加法器的具体电路图。具体实施方式

本发明总的技术方案为：本发明充分利用 ZC序列的特性，通过两重迭代的方法来计算其 DFT, 并且无须乘法计算，只通过简单的加法和移位计算就可以完成 ZC序列（带循环移位） DFT变换的快速计算。

在本实施例中，本发明实施例提供的 ZC序列的 DFT的快速计算方法可以通过下面的步骤来实现：

步骤 A: 根据 ZC序列的根序列号获取第一参数值；

步骤 B: 根据所获取的第一参数值、 ZC序列长度和循环移位值获得第一序列的初始值；

步骤 C: 根据第一序列的初始值和第一参数值进行第一序列的迭代计算；

步骤 D: 根据第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列的进行迭代计算；

步骤 F: 根据第二序列的迭代计算后的值获得 DFT变换。

本发明实施例所提供的 ZC序列的 DFT的快速计算方法，在实现前导生成的计算过程中，釆用两重迭代方法计算，只涉及整数加，减、比较和查表操作，不涉及定点处理损失，相对于现有技术而言，可以实现计算过程的复杂度艮低和高的计算精率，并且可以大大降低计算处理量和存储量，适合与高效率的软件或硬件处理需求。本发明可应用于 LTE移动通信系统中终端或基站中随机接入前导（preamble )序列生成过程中 DFT的计算。

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步用于的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

图 2为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算方法一实施例的流程示意图。在本实施例中，在执行本发明的方法之前，可以先构造并存储两个只读内存（Read-Only Memory, ROM)表，可以分别为含有（^Λ^ ⁺¹)^/2个元素的 exp-ROM表和 Δ—ROM表。在本实施例中，第一数据表可以为 Δ—ROM表，第二数据表可以为 exp-ROM表， exp-ROM表中存储项为：

,其中 "e[G，(N_zc_l)/²]为非负整数， Δ-ROM表中存储内容项为△ = "— ¹賺 dN_zc , 依次对应 0≤"≤N_ZC-1, Δ取值范围为 [0，W_ZC- 1]中的整数，该表中对应 ^Λ ^个的可能取值"，存储了对应的共⁷^ ^个 Δ值。。在本实施例中， "表示 ZC序列的根序列号， ^Nzc表示 ZC序列的长度，在 LTE系统中取值为 839 (前导格式 0~3 )或 139 (前导格式 4 )。

步骤 S201, 根据 ZC序列的根序列号"获取第一参数值。在本实例中，第一参数值可以用 A来表示。在本实施例中，可以以 ZC序列的根序列号"作为索引值查 Δ -ROM表得到 Δ值。

步骤 S203,根据所获取的第一参数值、 ZC序列长度和循环移位值获得第一序列的初始值。在本实施例中，循环移位值用⁷表示，第一序列可以用 {B(k)}来表示，其中该序列的初始值可以用 B(0)来表示，可以表示为根据 Δ 值，和 τ 来获得 B(0)。在本实施例中，若 Δ为奇数，则 (0)^(T+(A + l)/2)modN_zc^可以理解为， 8(0)可以通过(⁷⁺^ ^{+ 1)/2})¹¹¹⁰⁽¹ ^来获得，若 Δ不为奇数，则 S(0)^(r+(A ₊ 1 + N_zc)/²)賺 dN_zc , 可以理解为， B₍₀₎ 可以通过 + (^Δ + ¹ + N_zc)/2)mod N_zc来获得。

步骤 S205, 根据该第一序列的初始值和第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算，之后，并根据第 K-1 次迭代计算后的值和第一参数进行第 K次迭代计算。在本实施例中，可以理解为，根据 B(0)和 Δ进行第一次迭代计算。在本实施例中，可以用 — ( ( _1) + Δ)腸 dN_zc来表示第一次迭代计算的结果，其中， κ ( ≥ι为一个正整数，小于等于^^-1 )可以表示为第 k时刻，在上面的公式中可以理解为序列的第 K次迭代计算，或是可以理解为，在第 1时刻、第 2时刻第^ _1时刻共执行了 W_zc-1次迭代计算，因此，第一次迭代或第一时刻的迭代计算结果 B(l)可以通过 (S(0) + A)modN_zc来获得， ^ 可以通过^ + ^^^^来获得，以此类推，

B(k)可以用（S(^-l) + A)m。dN_zc来获得。可以理解的是，进行每一次迭代计算，都有一个相应的迭代值产生，即进行第 k次迭代计算，就能产生一个 B(k)。

步骤 S207, 根据第一序列的初始值和预设的第二序列的初始值进行第二序列的第一次迭代计算，之后，并根据第二序列的第 k-1次迭代计算后值和第一序列的第 K-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算。在本实施例中，第二序列可以用 {Y(k)}来表示，其中为一个正整数，小于等于 ^c-l, 该序列的初始值可以用 Y(0)来表示，在本实施例中，预设的第二序列的初始值 Υ(0)可以设为 0, 也可以理解为，在第 0时刻，完成了第二序列的初始化。在本实施例中，本步骤也可以理解为，根据 Β(0)和 Υ(0) 进行第一次迭代计算，第一次迭代计算结果可以用 Y(l)来表示，可以理解为第二序列的第一次或第 1 时刻的迭代计算，可以用表达式 ― (7(0) + 5(0))mod N_zc, 当进行第二序列的第二次或第二时刻的迭代计算时，第二次或第二时刻的迭代计算结果 Y(2)可以用表达式 ( (l) ₊ S(l))賺 dN_zc来表示，以此类推，第 k次或第 k时刻的迭代计算结果丫可以用表达式^^— ^^ + ^^^^^^来表示。可以理解的是，进行每一次迭代计算，都有一个相应的迭代值产生，即进行第 k次迭代计算，就能产生一个 Y(k)。

步骤 S209, 判断第二序列的第 k 次迭代计算后的值是否小于等于 (N_zc— 1)/2 在本实施例中，可以理解为，将 Y(k)与（^{Λ _1)/ 2}进行比较。由于在步骤 S207中，每进行一次迭代，就会产生一个值，因此，在本步骤，只要步骤 S207中产生一个迭代值，本步骤就会执行一次判断，可以理解为，本步骤需要执行 k次判断。

在本实施例中，若判断 Y(k)小于等于 (^c _D^{/ 2}时，执行步骤 S211。若判断 Y(k)大于 (^c ^_D^{/ 2}时，执行步骤 S213。

在本实施例中，步骤 S211 , 根据第二序列第 k次迭代计算后值作为索引直接查找 exp-ROM表得到 DFT变换输出。在本实施例中，可以理解为，在步骤 S209中，由于判断 Y(k)小于等于 zc -W² , 因而将此时的 Y(k)作为索引值 exp-ROM表得到一个 DFT变换的值，并输出。在本实施例中，将 Y(k)作为 exp-ROM表中公式

中的 _n的值， [0， (N_zc - 1)/2] , 并将得到的一个 DFT变换后的值用 X(k)来表示，即 L ^N 。

步骤 S213 ,将 ^Nzc减去第 k次迭代计算后的值作为索引值查找 exp-ROM 表得到 DFT变换输出。在本实施例中，可以理解为，将^Λ ^减去 Y(k)后的值作为索引值查询 exp-ROM表得到一个 DFT变换的值，并输出。在本实施例中，将 ^Nzc减去 Y(k)后的值作为 exp-ROM表中公式

中的 n 的值，然后再查询 exp-ROM表，并将查表结果进行共轭后获得对应的 X(k)。

本实施例中，也可釆用 CODRIC方法计算得到此处不作限制。在本实施例中，在步骤 S209中，会对每一次产生的迭代计算的值进行判断，并每一次判断后，都会去查询 exp-ROM表得一个 DFT变换的值，因此，在经过次迭代计算后，并判断 ^ -¹次后，同理会查询 ^ 一¹次 exp-ROM, 因此，会得到一个完整的 DFT变换的值，即从而将此时产生的 DFT变换的值进入后续的子载波映射、插入 CP和应用功率增益因子（A )后，生成 LTE移动通信系统中随机接入前导序列，并在 PRACH信道上发射。

图 3为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算装置一实施例的结构示意图。在本实施例中，该 ZC序列的 DFT的快速计算装置应用于 LTE移动通信系统中终端或基站中随机接入前导 ( preamble )序列生成过程中 DFT的计算。在本实施列中， ZC序列的 DFT的快速计算装置对接收的 ZC序列进行 DFT变换后，输出一个完整的 DFT变换的值 { X(k)}，从而将此时产生的 DFT 变换的值进入后续的子载波映射、插入 CP 和应用功率增益因子

)后，生成 LTE移动通信系统中随机接入前导序列，并在 PRACH 信道上发射。

在本实施例中， ZC序列的 DFT的快速计算装置可以包括第一数据库 300, 第一查询模块 302, 初始值计算模块 304, 第一存储模块 306, 第一取模加法器 308,第二取模加法器 310,第二存储模块 312,第二查询模块 314, 第二数据库 316。

在本实施例中，第一数据库 300用于存储构造的第一数据表，可以为 Δ -ROM 表，该 Δ -ROM 表中存储内容项为 ^Δ ^^{od A}^c , 依次对应 0≤u≤N_zc - l ^ Δ取值范围为 ^c - ¹]中的整数，该表中对应 Λ ^个的可能取值"，存储了对应的共^Λ ^个 Δ值。在本实施例中， "表示 ZC序列的根序列号，依次对应"^≤¾≤7^ - 1 ,表示 ZC序列的长度，在 LTE系统中取值为 839 (前导格式 0~3 )或 139 (前导格式 4 )。

第二数据库 316用于存储构造的第二数据表，可以包括 ^ ^{+ 1})^{/ 2}个元素的 exp-ROM表 , xp-ROM表中存储项为

,其中 " e [0， (N_zc - 1) / ²] 为非负整数。在本实施例中， ^Λ ^表示 ZC序列的长度，在 LTE系统中取值为 839 (前导格式 0~3 )或 139 (前导格式 4 )。

第一查询模块 302与第一数据库 300连接，用于根据 ZC序列的根序列号获取第一参数值，可以理解为，根据接收的 ZC序列的根序列号"查询第一数据库 300获得第一参数值。在本实例中，第一参数值可以用 Δ来表示。在本实施例中，可以以 ZC序列的才艮序列号"作为索引值查 Δ—ROM表得到 Δ 值。

初始值计算模块 304与第一查询模块 302连接，用于根据第一查询模块 302所获取的第一参数值、 ZC序列长度和循环移位值获得第一序列的初始值，可以理解为，根据第一查询模块 302获得的第一参数值、该 ZC序列的长度和接收的循环移位值获得第一序列的初始值。在本实施例中，循环移位值用 τ表示，第一序列可以用 {B(k)}来表示，其中该序列的初始值可以用 B(0)来表示，可以表示为根据 Δ值，和 τ来获得 B(0)。在本实施例中，若 Δ为奇数，则 3(0) ^ (τ+ (Δ + 1)/²)賺 d N_zc , 可以理解为， B(0)可以通过 (τ+ (Δ + 1)/2)賺 d N_zc 来获得，若 Δ 不为奇数，则 S(0) 4_ ( + (A + l + N_zc)/²)賺 dN_zc , 可以理解为， _B(0) 可以通过 (r+ (A + l + N_zc)/2)modN_zc来获得。

第一存储模块 306与初始值计算模块 304连接，用于存储初始值计算模块 304获得的第一序列的初始值。第一取模加法器 308与第一查询模块 302及第一存储模块 306分别连接，用于根据第一查询模块 302存储的第一序列的初始值和第一查询模块 302 获得的第一参数值进行第一序列的迭代计算，并存储于第一存储模块 302。在本实施例中，可以理解为，先根据第一查询模块 302存储的第一序列的初始值和第一查询模块 302获得的第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算。在本实施例中，该第一取模加法器 308进一步用于将第一次迭代计算后的值存储于第一存储模块 306。在本实施例中，该第一取模加法器 308进一步用于根据第一存储模块 306存储的第一次迭代计算后的值和第一查询模块 302获得的第一参数值进行第二次迭代计算，并依然将第二次迭代计算后的值存储于第一存储模块 306, 以此类推，该第一取模加法器 308 进一步用于根据第一存储模块 306存储的第 k-1次迭代计算后的值和第一查询模块 302获得的第一参数值进行第 k次迭代计算，并将迭代计算后的值存储于第一存储模块 306。在本实施例中，可以用下面的描述来解释：根据 B(0)和 Δ 进行第一次迭代计算。在本实施例中，可以用

— ( ( -ι_{) + Δ})賺 _d N_zc来表示第一次迭代计算的结果，其中， _k ( ≥i为一个正整数，小于等于^^ _ 1 )可以表示为第 k时刻，在上面的公式中可以理解为序列的第 K次迭代计算，或是可以理解为，在第 1时刻、第 2时刻、 ...、第 w_zc - i时刻共执行了 w_zc - i次迭代计算，因此，第一次迭代或第一时刻的迭代计算结果 B(l)可以通过 (S(⁰) ^{+ A od A} ^来获得， B(2)可以通过 ( (1) + Δ)賺 d N_zc来获得，以此类推， B_(k)可以用 B k - 1) + Δ)賺 d N_zc来获得。可以理解的是，进行每一次迭代计算，都有一个相应的迭代计算值产生，即进行第 k次迭代计算，就能产生一个 B(k)。因此，第一存储模块 306中存储了多个的迭代计算后的值。

第二取模加法器 310与第一存储模块 306和第二存储模块 312连接，用于根据第一存储模块 306存储的第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列的进行迭代计算。在本实施例中，可以理解为，先根据第一存储模块 306存储的第一序列的初始值和预设的第二序列的初始值进行第二序列的第一次迭代计算，并将第一次迭代计算后的值存储于第二存储模块 312。同理，第二取模加法器 310进一步用于根据第二存储模块 312存储的第二序列的第 k-1次迭代计算后值和和第一存储模块 306存储的第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算，并将该第 k次迭代计算后的值存储于第二存储模块 312。在本实施例中，第二序列可以用 {Y(k)}来表示，其中 ≥1为一个正整数，小于等于^^ _1 , 该序列的初始值可以用 Y(0)来表示，在本实施例中，预设的第二序列的初始值 Υ(0)可以设为 0, 也可以理解为，在第 0时刻，完成了第二序列的初始化。在本实施例中，本步骤也可以理解为，根据 Β(0)和 Υ(0)进行第一次迭代计算，第一次迭代计算结果可以用 Y(l)来表示，可以理解为第二序列的第一次或第 1时刻的迭代计算，可以用表达式 W¹)— (^y(⁰) ⁺ s(⁰)^^{od A}^，当进行第二序列的第二次或第二时刻的迭代计算时，第二次或第二时刻的迭代计算结果 Y(2)可以用表达式 ^y(²)— (^y(¹) + S(¹)^^{od A} ^来表示，以此类推，第 k 次或第 k 时刻的迭代计算结果 Y(k) 可以用表达式

― ^^k + ^{B k}― ^l^^{mod N}zc来表示。可以理解的是,进行每一次迭代计算，都有一个相应的迭代计算值产生，即进行第 k次迭代计算，就能产生一个 Y(k)。因此，第二存储模块 312中存储了多个的迭代计算后的值。

第二查询模块 314与第二存储模块 312和第二数据库 316连接，用于根据第二序列的迭代计算后的值获得 DFT变换。在本实施例中，可以理解为，根据第二存储模块 312中存储的第 k次迭代计算后的值查询第二数据库 316, 以获得 DFT变换的值。在本实施例中，第二查询模块 314进一步用于判断第二序列的第 k次迭代计算后的值是否小于等于 ^zc -D^{/ 2}。在本实施例中，每进行一次迭代，就会产生一个值，因此，第二查询模块 314 要执行 k次判断。

在本实施例中，当第二查询模块 314判断 Y(k)小于等于 (^c - ¹) ^{7 2}时，根据第二存储模块 312中存储的第二序列的第 k次迭代计算后值作为索引直接查找第二数据库 316中的 exp-ROM表得到相应的 DFT变换的值，并输出。

在本实施例中，当第二查询模块 314判断 Y(k)大于^ ^c - ¹) ²时，将^ 减去第二存储模块 312中存储的第二序列的第 k次迭代计算后值作为索引值查找第二数据库 316中的 exp-ROM表，并将查表结果进行共轭后得到相应的 DFT变换的值，并输出。

在本实施例中，也可釆用 CODRIC方法计算得到此处不作限制。在本实施例中，第二查询模块 314会对每一次产生的迭代计算的值进行判断，并每一次判断后，都会去查询 exp-ROM表得一个 DFT变换的值，因此，在经过 W - ¹次迭代计算后，并判断 ^zc - ¹次后，同理会查询 ^c - ¹次 exp-ROM, 因此，会得到一个完整的 DFT变换的值，即^ ( )}, 从而将此时产生的 DFT变换的值进入后续的子载波映射、插入 CP和应用功率增益因子 ( )后，生成 LTE移动通信系统中随机接入前导序列，并在 PRACH信道上发射。

本发明实施例所提供的 ZC序列的 DFT的快速计算装置，在实现前导生成的计算过程中，釆用两重迭代方法计算，只涉及整数加，减、比较和查表操作，不涉及定点处理损失，相对于现有技术而言，可以实现计算过程的复杂度很低和高的计算精率，并且可以大大降低计算处理量和存储量，适合与高效率的软件或硬件处理需求。本发明可应用于 LTE移动通信系统中终端或基站中随机接入前导（preamble )序列生成过程中 DFT的计算。

图 4为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算装置中图 3的初始化计算模块的结构示意图。在本实施例中，初始化计算模块包括第一加法器 400, 选择器 402, 第二加法器 404, 移位器 406, 取模加法器 408。

在本实施例中，第一加法器 400用于将第一查询模块 302获得的第一参数值加上 1。选择器 402分别与第一加法器 400及第二加法器 404连接，用于根据第一参数值的最低位判断第一加法器 400输出的值是否通过第二加法器 404加上 Wzc。在本实施例中，若 Δ的最低位为奇数，则判断第一加法器 400输出的值不需要通过第二加法器 404再加上；若 Δ的最低位不为奇数，则判断第一加法器 400输出的值需要通过第二加法器 404再加上

N_zc 。

移位器 406与第二加法器 404连接，用于对第二加法器 404输出的值右移一位；取模加法器 408与移位器 406连接，用于对移位器 406输出的值和循环移位值进行取模计算。在本实施例中，可以理解为：若 Δ为奇数，则取模加法器 408输出的值可以用表达式 S(0) ^ ^ + (△ + 1)/²)賺 d N_zc来表式，可以理解为， B(0)可以通过( ^{+ (Δ + 1 ) /2} )賺^{d Λ} ^来获得，若 Δ不为奇数，则取模加法器 408输出的值可以用表达式 O) ^ + (^Δ + ¹ + ^zc) 2)mod N_zc来表示，可以理解为， Β(0)可以通过(^{7+ + 1 + 7}^)/²)賺 dN_zc来获得。在本实施例中，图 5为图 4所示的初始化计算模块的具体电路图。

图 6为本发明 ZC序列的 DFT的快速计算装置中图 3的取模加法器的结构示意图。

在本实施例中，取模加法器包括第一加法器 600, 比较器 602, 及减法器 604。在本实施例中，取模加法器可以接收两个输入值，如 X, Y, 通过第一加法器 600进行加法计算，可以将 (X + Y) mod NZC作为取模加法器的输出值。

在本实施例中，第一加法器 600用于接收两个输入值，对其两个输入值进行力口法计算。

比较器 602分别与第一加法器 600和减法器 604连接，用于将第一加法器 600输出的值与 ^Λ ^进行判断，若判断第一加法器 600输出的值小于 ^Nzc , 则将该第一加法器 600输出的值作为取模加法器的输出值；若比较器 602判断第一加法器 600输出的值不小于^ c，则通知减法器 604将第一加法器 600输出的值减去 Wzc。

减法器 604与比较器 602连接，用于当比较器 602判断第一加法器 600 输出的值不小于^Λ ^时，将第一加法器 600输出的值减去 Wz_C ,并将减去^ 后的值作为取模加法器的输出值。在本实施例中，图 7为图 6所示的取模加法器的具体电路图。

可见，本发明实施例所提供的实现前导生成的计算方法及装置，在前导生成过程中釆用两重迭代方法计算，只涉及整数加，减、比较和查表操作，不涉及定点处理损失，相对于现有技术而言，可以实现计算过程的很低复杂度和较高的计算精度，并且可以大大降低计算处理量和存储量。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

权利要求书

1、一种实现前导生成的方法，其特征在于，包括：

根据恒模序列的根序列号获取第一参数值；

根据所述第二序列的迭代计算后的值获得离散傅立叶变换。

2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述根据恒模序列的根序列号获取第一参数值的步骤包括：

以所述恒模序列的根序列号作为索引值查找第一数据表得到所述第一参数值，其中，所述第一数据表存储为 ^{Δ = Μ}— ^{l m}°^dA^， 0≤"≤N_ZC _1 , _Δ取值范围为^[()，^ _1]中的整数。

3、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述根据恒模序列长度和循环移位值以及所获取的第一参数值，获得第一序列的初始值的步骤包括：若所述获取的第一参数值为奇数，则通过 (^T+^ ^{+ 1})^/2)^m°^{d A} ^获得所述第一序列的初始值，其中， τ表示循环移位值， Δ表示第一参数值，表示恒模序列长度；

若所述获取的第一参数值不为奇数，则通过 (^τ+ (^Δ + ¹ + ^_zc) 2)mod N_zc获得所述第一序列的初始值。

4、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的迭代计算的步骤包括：根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算；

之后，根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算。

5、如权利要求 4所述的方法，其特征在于，根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的第一次迭代计算的步骤包括：

通过 (^0) + A)mod N_zc来计算所述第一序列的第一次迭代计算，其中，

B(0)表示所述第一序列的初始值。

6、如权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算的步骤包括：

通过^ m ₊ A)m。d N_zr计算第 _k次迭代计算，其中， _B(k-1)表示第 _k- i 次迭代计算后的值，其中为一个正整数，小于等于^ _1。

7、如权利要求 4所述的方法，其特征在于，根据所述第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列进行迭代计算的步骤包括：

8、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一序列的初始值和预设的第二序列的初始值进行第二序列的第一次迭代计算的步骤包括：

通过 W + 5(0))mod N_zc计算所述第二序列的第一次迭代计算，其中，

Y(0)表示所述预设的第二序列的初始值。

9、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述根据第二序列的第 k-1 次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k 次迭代计算的步骤包括：

通过 ₊ 賺 dN_zc计算第二序列的第 _k 次迭代计算， Y_(k—1) 表示所述第二序列的第 k-1次迭代计算后值，其中 ≥1为一个正整数，小于等于^ c _l。

10、如权利要求 1至 9任一项所述的方法，其特征在于，根据所述第二序列的迭代计算后的值获得离散傅立叶变换的步骤包括：

若判断大于 ^(Λ -!)^{/ 2}时，将^ 减去所述第二序列的第 k次迭代计算后的值作为索引值查找所述第二数据表，并将查表结果进行共轭后得到离散傅立叶变换输出。

11、如权利要求 10所述的方法，其特征在于，所述第二数据表中存储为

, 其中" ^£ [0，（^^ - 1)/²]为非负整数。

12、一种实现前导生成的装置，其特征在于，包括：

第一查询模块，用于根据恒模序列的根序列号获取第一参数值；初始值计算模块，与所述第一查询模块连接，用于根据恒模序列长度和循环移位值以及所获取的第一参数值，获得第一序列的初始值；

第一存储模块，与所述初始值计算模块连接，用于存储所述第一序列的初始值；

13、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，还包括：

14、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述初始值计算模块在获得第一序列的初始值时，用于：

当所获取的第一参数值为奇数时，通过 ^ ^{+ 1})^/2)^{mod N}^c来获得则所述第一序列的初始值；当述获取的第一参数值不为奇数时，通过 ( _{+ (Δ + 1 +} W_zc)/²)賺 d N_zc来获得所述第一序列的初始值。

15、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述第一取模加法器根据所述第一序列的初始值和所述第一参数值进行第一序列的迭代计算时，用于：根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算

所述第一序列的第一次迭代计算是由所述第一取模加法器通过 (S(0) ₊ A)mod N_zc计算得到的；其中， _B(0)表示所述第一序列的初始值。

16、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述第一取模加法器根据第 k-1次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算时，用于：根据所述第一存储模块存储的第 k-1 次迭代计算后的值和第一参数进行第 k次迭代计算，并存储于所述第一存储模块；所述第 k 次迭代计算是由所述第一取模加法器通过 ^^-D + ^m^^c 计算得到的；其中， B(k-l)表示第 k-1次迭代计算后的值， ≥1为一个正整数，小于等于 Wzc _l。

17、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述第二取模加法器根据所述第一序列的迭代计算后的值和预设的第二序列的初始值对第二序列进行迭代计算时，用于：

18、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述第二取模加法器根据第二序列的第 k-1次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算时，用于：

根据所述第一存储模块存储的第二序列的第 k-1 次迭代计算后值和第一序列的第 k-1次迭代计算后的值进行第二序列的第 k次迭代计算；

19、如权利要求 12至 18任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括第二存储模块，该模块与所述第二取模加法器连接，用于存储所述第二取模加法器的第 k-1次迭代计算后值；

所述第二查询模块进一步用于判断所述第二序列的第 k次迭代计算后的值是否小于等于 ^(Λ -^{1)/ 2}。

20、如权利要求 19所述的装置，其特征在于，该装置还包括第二数据库，用于存储构造的第二数据表；所述第二数据表中存储项为

其中， " e [G，（N_zc - 1)/²：|为非负整数；

所述第二查询模块进一步用于：

判断所述第二序列的第 k次迭代计算后的值是否小于等于 — D / ²；当判断小于等于 zc -W²时，根据所述第二序列的第 k次迭代计算后值作为索引直接查找所述第二数据库中的第二数据表得到离散傅立叶变换输出；当判断大于 (^c一 IV²时，将 ^ 减去所述第二序列的第 k次迭代计算后的值作为索引值查找所述第二数据库中的第二数据表，并将查表结果进行共轭后得到离散傅立叶变换输出。