一种频域 Zadoff-Chu 序列的生成方法和设备 【技术领域】
本发明涉及无线通信领域， 尤其涉及一种频域 Zadoff-Chu 序列的生成方法和设备。 背景技术
LTE(Long Term Evolution， 长期演进 ) 系统被广泛的认为是准 4G 无线通信系统， 它具有下行 100M 上行 50M 的传输速率， 同时支持更高的移动速度 (350km/h) 和更大的小区 覆盖半径 (100 公里 )， 支持每小区 200 名用户同时在线。除此之外， LTE 还具有灵活的带宽 配置 (1.4M ～ 20M)， 支持多媒体广播业务和端到端 QoS(Quality of Service， 服务质量 ) 等特点。因此 LTE 也被认为是未来移动动心的发展方向和 4G 技术的候选标准。
在正常的用户数据通信之前， UE(User Experience， 用户体验 ) 首先要进行随机 接入过程， 以便用来调整上行 (Uplink) 发送时间， 分配无线网络临时标识 (RNTI)， 随机接 入冲突解决等。在 LTE 的上行链路中， 随机接入信道 PRACH 用来发起用户的随机接入请求， 其中一般的随机接入的信令过程如图 1 所示。随机接入过程分为四步， 第一步是 UE 发送随 机接入前导 preamble 序列， 第二部是 eNodeB 发送随机接入响应， 其中含有上行时间调整信 息， 而后 UE 根据该调整信息调整上行发送时间。第三步和第四步是无线资源控制 (Radio Resource Control) 协议信令。 其中第一步包括本发明涉及的 Preamble 序列的生成过程中 频域 ZC 序列的生成过程。UE 要在 64 个预先定义的 Preamble 序列中， 按照上层指示选择一 个序列并按照一定的步骤生成。
Preamble 的 生 成 在 整 个 随 机 接 入 过 程 中 处 于 重 要 的 地 位， Preamble 是 由 Zadoff-Chu 序列即， ZC 序列， 经过循环移位， 时频变换， 物理资源映射生成。ZC 序列的时域 生成公式为公式 1 ：
其中 NZC 为序列长度， 如图 1 所示， 分为四种格式。u 为 ZC 序列的生成根值， 对于 格式 0 ～ 3， 其取值为 0 ～ 837， 而对于格式 4 其取值为 0 ～ 137。
现有技术中 ZC 序列的生成装置如图 2 所示， 通过时域序列生成单元 21 按照公式 1 生成时域的 ZC 序列， 循环移位单元 22 按照 eNodeB 和 UE 上层的指示选择一个循环移位的 偏移量， 对时域的 ZC 序列进行循环移位， 其过程可以由公式 2 表示 ：
xu， (2) v(n) ＝ xu((n+Cv)mod NZC)
其中， Cv 是由计算得到的循环移位偏移量。此时完成 ZC 序列的时域生成过程， 该 时域序列的长度为 839 或者 139， 如图 1 所示。然后经过 DFT 单元 23 进行离散傅里叶变换， 生成频域 ZC 序列， 该 DFT 操作的点数与时域 ZC 序列的长度相同， 为 839 或者 139。
由上述过程可以看出， 对时域 ZC 序列的离散傅里叶变换得到频域 ZC 序列过程中， 其操作点数既不是传统 DFT 基 -2， 4， 8 的点数， 也不是 LTE 中规定的基 -2， 3， 5 的 DFT 点数。 所以， 采用这种方式直接对时域 ZC 序列进行变换， 实现 839 点或者 139 点的 DFT 的过程， 会
因计算数值类型不匹配出现计算量大， 运算速度慢， 芯片面积和功耗增大等问题， 进一步会 影响 Preamble 序列的生成速度。 发明内容
有鉴于此， 本发明提供一种频域 ZC 序列的生成方法和设备， 以解决现有技术中计 算量大、 运算速度慢， 芯片面积和功耗增大等问题。其方案具体为 ：
一种频域 ZC 序列的生成方法， 包括 ：
按照公式生成时域 ZC 序列 ；
计算所述时域 ZC 序列和 ；
根据预设频域索引值从所述 ZC 序列中选择时域样点值 ；
将所述选择的时域样点值进行共轭运算 ；
获得所述时域 ZC 序列和与所述共轭运算后的时域样点值的相乘结果 ；
根据预先设置的循环移位偏移量生成相位旋转角度 ；
将所述时域 ZC 序列和与所述共轭运算后的时域样点值的相乘结果与所述相位旋 转角度相乘， 得到频域 ZC 序列。 一种频域 ZC 序列的生成设备， 包括 ：
时域 ZC 序列生成单元， 用于按照公式生成时域 ZC 序列 ；
求和单元， 用于计算所述时域 ZC 序列的和 ；
样点选择单元， 用于根据预设频域索引值从所述 ZC 序列中选择时域样点值 ；
共轭单元， 用于将所述选择的时域样点值进行共轭运算 ；
第一相乘单元， 用于获得所述时域 ZC 序列和与所述共轭运算后的时域样点值的 相乘结果 ；
角度生成单元， 用于根据预先设置的循环移位偏移量生成相位旋转角度 ；
第二相乘单元， 用于将所述第一相乘单元的结果与所述角度生成单元的结果相 乘， 得到频域 ZC 序列。
从上述的技术方案可以看出， 本发明实施例公开的频域 ZC 序列的生成方法和设 备通过采用一系列等效于 DFT 变换的数字信号处理过程， 实现了将时域 ZC 序列变换得到频 域 ZC 序列的目的， 从而解决了现有技术中由于计算数值类型不匹配， 采用 DFT 变换生成频 域 ZC 序列过程中计算量大、 运算速度慢， 芯片面积和功耗增大等问题。
同时， 由于频域 ZC 序列的生成过程是 Preamble 序列生成过程中的关键步骤， 所 以， 进一步的提高了 Preamble 序列生成速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图 1 为 ZC 序列格式示意图 ；
图 2 为现有技术中 ZC 序列的生成设备的结构示意图 ；图 3 为本发明实施例 1 公开的频域 ZC 序列生成方法的流程图 ； 图 4 为本发明实施例 2 公开的频域 ZC 序列生成设备的结构示意图。具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种频域 ZC 序列生成方法， 通过一系列等效于 DFT 变换的数字信号 处理过程， 实现了将时域 ZC 序列变换得到频域 ZC 序列的目的， 从而解决了现有技术中由于 计算数值类型不匹配， 采用 DFT 变换生成频域 ZC 序列过程中计算量大、 运算速度慢， 芯片面 积和功耗增大等问题。其具体实施方式如下所述 ：
实施例一
本实施例公开的频域 ZC 序列生成方法的流程如图 3 所示， 包括 ：
步骤 S31、 按照公式生成时域 ZC 序列 ；
按照公式 1 生成时域 ZC 序列 ；
步骤 S32、 计算所述时域 ZC 序列和 ；
利用公式 3 计算序列和，
步骤 S33、 根据预设频域索引值从所述 ZC 序列中选择时域样点值 ；
假设此时的索引值为 k， 根据 ZC 序列的特性， 此时与其对应的时域索引值为 u′ k， 则此时的样点值为 xu(u′ k)， 其中 u′满足 mod(u′ u， NZC) ＝ 1 ；
步骤 S34、 将所述选择的时域样点值进行共轭运算 ；
将所述样点值 xu(u′ k) 进行共轭运算得到 步骤 S35、 获得所述时域 ZC 序列和与所述共轭运算后的时域样点值的相乘结果 ； 将所述 与所述 根据公式 4 相乘，
步骤 S36、 根据预先设置的循环移位偏移量生成相位旋转角度 ； 根据循环移位偏移量 Cv 按照公式 5生成相位旋转的角度。
步骤 S37、 将所述时域 ZC 序列和与所述共轭运算后的时域样点值的相乘结果与所 述相位旋转角度相乘， 得到频域 ZC 序列。
根据公式 6得到频域 ZC 序列。
本实施例公开的频域 ZC 序列生成方法中， 采用一系列等效运算， 没有出现对计算 数值类型的要求步骤， 避免了由于计算数值类型不匹配， 采用 DFT 运算造成的计算量大、 运 算速度慢， 芯片面积和功耗增大等问题。
本发明还公开了一种频域 ZC 序列的生成设备， 用于替代现有的生成设备， 解决其 在工作中计算速度慢、 效率低等问题。其具体结构下所述 ：
实施例二
本实施例公开的频域 ZC 序列的生成设备结构如图 4 所示， 包括 ：
时域 ZC 序列生成单元 41、 求和单元 42、 样点选择单元 43、 共轭单元 44、 第一相乘 单元 45、 角度生成单元 46 和第二相乘单元 47， 其中 ：
时域 ZC 序列生成单元 41 用于按照公式生成时域 ZC 序列 ； 求和单元 42 用于计算 所述时域 ZC 序列的和 ； 样点选择单元 43 用于根据预设频域索引值从所述 ZC 序列中选择时 域样点值 ； 共轭单元 44 用于将所述选择的时域样点值进行共轭运算 ； 第一相乘单元 45 用
于获得所述时域 ZC 序列和与所述共轭运算后的时域样点值的相乘结果 ； 角度生成单元 46 用于根据预先设置的循环移位偏移量 Cv 生成相位旋转角度 ； 第二相乘单元 47 用于将所述 第一相乘单元的结果与所述角度生成单元的结果相乘， 得到频域 ZC 序列。
其中第一相乘单元 45 和第二相乘单元 47 分别为乘法器。
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。对于实施例公开的装置 而言， 由于其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。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、 处理器执 行的软件模块， 或者二者的结合来实施。 软件模块可以置于随机存储器 (RAM)、 内存、 只读存 储器 (ROM)、 电可编程 ROM、 电可擦除可编程 ROM、 寄存器、 硬盘、 可移动磁盘、 CD-ROM、 或技术 领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。