CN105245320A - LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成方法。该发明使用查表法减少了ZC序列生成过程中的计算量，并根据初始相位值、初始累加值和迭代元素值，通过迭代法生成q阶ZC序列的相位值，在迭代过程中，利用数据特性仅对累加值保留小数部分从而减少位宽限制。此过程考虑到实际定点系统中存储限制和计算开销，采用查表法和迭代法减少了q阶ZC序列生成过程中的运算量，并且在保证数据精度的情况下使用低位宽资源，提高系统计算效率。本发明同时公开了一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成装置。

Description

LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统中一种上行参考信号的q阶ZC(Zadoff-Chu)序列的生成方法及装置。

背景技术

LTE系统中，上行链路多种参考信号都基于ZC序列生成，比如用于PUSCH(PhysicalUplinkSharedChannel，物理层上行链路共享信道)和PUCCH(PhysicalUplinkControlChannel，物理层上行链路控制信道)传输的DMRS(Demodulationreferencesignal，解调参考信号)，以及SRS(Soundingreferencesignal，探测参考信号)。

根据3GPP[TS36.211]协议，参考信号序列定义为基序列的循环移位，按照下式计算：

$r_{u.v}^{\left(\mathrm{\α}\right)}\left(n\right)=e^{j\mathrm{\α}n}{\stackrel{\‾}{r}}_{u,v}\left(n\right),0\≤n\≤M_{SC}^{RS}---\left(1\right)$

其中，参考信号序列长度为 为一个RB(ResourceBlock，资源块)包含的子载波个数，m的取值为从1到上行链路可配置的最大RB数多个参考信号序列可以由同一个基序列和不同的循环移位值α得到。

基序列被分为多组，其中u∈{0,1,…,29}表示组号，v表示组内基序列号。1≤m≤5时，每组包含一个长度为的基序列(v＝0)；时，包含两个长度为的基序列(v＝0，1)。基序列组号u和组内基序列号v会随时间而变化。基序列的定义取决于序列长度

当时，基序列由下式给出：

$r_{u,v}^{\left(\mathrm{\&alpha;}\right)}\left(n\right)=x_q\left(n\mathrm{mod}{N}_{ZC}^{RS}\right),0\&le;n<M_{SC}^{RS}---\left(2\right)$

其中，q阶Zadoff-Chu序列定义为：

$x_q\left(m\right)=e^{-\frac{\mathrm{\&pi;}qm(m+1)}{N_{ZC}^{RS}}},0\&le;m\&le;N_{ZC}^{RS}-1---\left(3\right)$

q由下式求得：

为小于用户所占RE(ResourceElement，资源单元)数的最大质数。在PUSCH中，的取值，也即ZC序列的长度有32种，取值范围为[31，1193]。实际定点系统中，若采用16位数的Q表示法，需要用Q4定标，直接计算乘法m·(m+1)，需要做扩位处理，才可以保证数据范围。

q的取值与基序列组号u和组内基序列号v相关。根据协议计算，u∈[0,29]，v∈[0,1]，q∈[1，1155]。按照前文所述的定标方法，q也需要定标为Q4，直接计算q·[m·(m+1)]需要做第二次扩位处理。即便如此，后续与做除法，也难以在数据范围和精度之间折衷。

可见，直接按照公式(3)生成q阶ZC序列，一方面会导致过大的运算开销及过长的处理延时，另一方面也难以保证定点化数据的范围和精度。因此需要设计一种简单高效的q阶ZC序列的生成方法及装置，适用于定点系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

现有技术中的生成q阶ZC序列的方法，存在运算开销过大、处理延时过长、以及难以保证定点化数据的范围和精度的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成方法，所述方法包括：

步骤1，根据资源块个数、基序列组号和组内基序列，通过查表获得迭代元素；

步骤2，根据初始相位值、初始累加值和迭代元素值，采用迭代法计算q阶ZC序列各个元素对应的相位值；

步骤3，根据所述步骤2得到的q阶ZC序列各个元素对应的相位值，通过查表获得q阶ZC序列的各个元素。

本发明另一方面提出了一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成装置，其特征在于，包括：

迭代元素生成模块，用于根据资源块个数、基序列组号和组内基序列列，通过查表获得迭代元素；

相位值生成模块，用于根据初始相位值、初始累加值和迭代元素值，采用迭代法计算q阶ZC序列各个元素对应的相位值；

ZC序列各元素值生成模块，用于根据q阶ZC序列各个元素对应的相位值，通过查表获得q阶ZC序列的各个元素。

(三)有益效果

采用本发明的LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成方法及装置，减少了q阶ZC序列生成过程中的运算量，并且在保证数据精度的情况下使用低位宽资源，提高了系统计算效率。

附图说明

图1是本发明中生成q阶ZC序列方法的流程图；

图2是本发明中迭代法计算相位值得详细流程图；

图3是本发明中生成q阶ZC序列的装置功能结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加地清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步作出详细说明。

以PUSCH中DMRS生成时所使用的q阶ZC序列为例来进行说明。

本发明实施例中，将生成q阶ZC序列的计算公式(3)改写为：

令 ${\mathrm{\&theta;}}_m=\frac{q}{2\&CenterDot;N_{ZC}^{RS}}\&CenterDot;m(m+1),$ Δθ_m＝θ_m-θ_m-1，则：

${\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_m=\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}\&CenterDot;m---\left(6\right)$

进一步地，令Δ(Δθ_m)＝Δθ_m-Δθ_m-1，则：

$\mathrm{\&Delta;}\left({\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_m\right)=\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}---\left(7\right)$

可见，θ_m的计算可以通过两级迭代加法实现，且基本迭代元素Δ(Δθ_m)为当u、v、NumRB给定时，对应唯一的迭代元素。

因此可以通过两级迭代将两次乘法和一次除法转换为加法运算。

(1)查表得到迭代元素

如前文所述，根据当前系统配置的资源块个数NumRB、组内基序列号v和基序列组号u，查表得到迭代元素。此迭代元素表的生成过程如下，生成后保存在内存中，每次系统运行时查询此表。

首先计算表。为ZC序列的长度，取值为小于用户所占RE数的最大质数。LTEPUSCH中RB(ResourceBlock，资源块)的配置共有32种，相应地，的取值也有32种，据此生成一张值表，见表1所示，的取值范围为[31，1193]。

表1值表

接着计算q值表。q根据公式(4)计算，u、v分别为基序列组号、组内基序列号，根据协议规定，u∈[0,29]，v∈[0,1]，由于只与RB数相关，所以可以生成关于u、v、NumRB的一张q值表，q的取值范围为[1,1155]。

当q给定时，对应唯一的值，可得值表。

将值表、q值表、表合并，可得值表，也即迭代元素值表，见表2所示。

表2迭代元素表

v＝0，u∈[0,5]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝0，u∈[6,11]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝0，u∈[12,17]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝0，u∈[18,23]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝0，u∈[24,29]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝1，u∈[0,5]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝1，u∈[6,11]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝1，u∈[12,17]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝1，u∈[18,23]，不同RB下的迭代元素取值：

v＝1，u∈[24,29]，不同RB下的迭代元素取值：

(2)计算相位值

实际实现时，首先计算可得θ₀＝0，接着根据公式(12)和公式(13)，采用迭代的方法依次计算Δθ_m、θ_m：

Δθ_m＝Δ(Δθ_m)+Δθ_m-1(8)

θ_m＝Δθ_m+θ_m-1(9)

具体地， ${\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_2=\mathrm{\&Delta;}\left({\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_2\right)+{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_1=\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}+\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}=2\frac{q}{N_{ZC}^{RS}},$

${\mathrm{\&theta;}}_2={\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_2+{\mathrm{\&theta;}}_1=2\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}+\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}=3\frac{q}{N_{ZC}^{RS}},$

${\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_3=\mathrm{\&Delta;}\left({\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_3\right)+{\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_2=\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}+2\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}=3\frac{q}{N_{ZC}^{RS}},$

${\mathrm{\&theta;}}_3={\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_3+{\mathrm{\&theta;}}_2=3\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}+3\frac{q}{N_{ZC}^{RS}}=6\frac{q}{N_{ZC}^{RS}},$

……

由于x_q(m)关于的周期为2π，也即关于θ_m的周期为1.0。因此θ_m只取小数部分即可。所以在实际计算过程中，对Δθ_m-1和θ_m计算后都只取小数部分，用于后续计算Δθ_m+1和θ_m+1，以及其中，θ_{m_frac}和Δθ_{m_frac}分别表示θ_m和Δθ_m的小数部分。

Δθ_m＝Δ(Δθ_m)+Δθ_{m-1_frac}(10)

θ_m＝Δθ_{m_frac}+θ_{m-1_frac}(11)

(3)由计算得到相位值后，使用查表法计算x_q(m)的实部和虚部，获得q阶ZC序列的第m个元素：

如上所述，将公式(3)中的两次乘法和一次除法转化为迭代加法实现。在实际的定点系统中，加法运算比乘法或除法运算节省大量的时间资源和运算单元，且在相同位宽资源下保持更好的数据精度和范围。所以此迭代过程通过利用前面步骤的计算结果，节省了计算时间和运算资源。

在实际系统中，θ_m的取值可达到1000以上，若依此定标，在16位宽下，只能采用Q4，但θ_m的最小值为0.028，Q4的精度为0.08，可见此时无法同时保证数据精度和范围。考虑到具备周期性，所以θ_m保证大范围的取值是无意义的，但单纯地做截断处理又引入了误差。本发明实施例充分利用了的周期性。x_q(m)关于θ_m的周期为1.0，因此θ_m和Δθ_m只取小数部分即可。只取小数，可以在相同位宽资源下保证更好的数据精度。

本发明还提出了一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成装置，如图3所示，该装置包括迭代元素生成模块，相位值生成模块和ZC序列各元素值生成模块。其中，迭代元素生成模块根据资源块个数、基序列组号和组内基序列号，通过查表获得迭代元素值；相位生成模块在设置初始相位、初始累加值和迭代元素后，采用迭代法生成q阶ZC序列的第m个元素对应的相位θ_m，此过程中对第m个累加值和第m个相位值做保留小数处理；ZC序列各元素值生成模块根据每个相位值，计算再通过查表法获得ZC序列每个元素的实部和虚部。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成方法，其特征在于，包括：

步骤1，根据资源块个数、基序列组号和组内基序列，通过查表获得迭代元素；

步骤2，根据初始相位值、初始累加值和迭代元素值，采用迭代法计算q阶ZC序列各个元素对应的相位值；

步骤3，根据所述步骤2得到的q阶ZC序列各个元素对应的相位值，通过查表获得q阶ZC序列的各个元素。

2.根据权利要求1所述的q阶ZC序列的生成方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：

根据当前系统配置的资源块个数NumRB、组内基序列号v和基序列组号u，查表得到迭代元素其中为ZC序列的长度，取值为小于用户所占RE数的最大质数，

3.根据权利要求2所述的q阶ZC序列的生成方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：

步骤21、根据所述ZC序列的长度和q值，生成初始相位值θ₀和θ₁、初始累加值Δθ₀；，其中，Δθ₁＝θ₁-θ₀；

步骤22、根据所述初始相位值θ₀和θ₁、初始累加值Δθ₀和迭代元素值Δ(Δθ_m)，通过两级迭代将两次乘法和一次除法转换为加法运算，生成q阶ZC序列的第m个元素对应的累加值Δθ_m、相位θ_m；，其中，计算公式如下：

Δθ_m＝Δ(Δθ_m)+Δθ_{m-1_frac}

θ_m＝Δθ_{m_frac}+θ_{m-1_frac}

其中，θ_{m_frac}和Δθ_{m_frac}分别表示θ_m和Δθ_m的小数部分。

4.根据权利要求3所述的q阶ZC序列的生成方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括：

1)根据θ_m的小数部分θ_{m_frac}，计算q阶ZC序列的第m个元素对应的相位值其中，由θ_m的θ_{m_frac}计算得到：

2)根据所述相位值计算q阶ZC序列的第m个元素，其中，使用查表法计算元素x_q(m)的实部和虚部：

5.一种LTE上行参考信号的q阶ZC序列的生成装置，其特征在于，包括：

迭代元素生成模块，用于根据资源块个数、基序列组号和组内基序列列，通过查表获得迭代元素；

相位值生成模块，用于根据初始相位值、初始累加值和迭代元素值，采用迭代法计算q阶ZC序列各个元素对应的相位值；

ZC序列各元素值生成模块，用于根据q阶ZC序列各个元素对应的相位值，通过查表获得q阶ZC序列的各个元素。

6.根据权利要求5所述的q阶ZC序列的生成装置，其特征在于，所述迭代元素生成模块进一步用于：根据当前系统配置的资源块个数NumRB、组内基序列号v和基序列组号u，查表得到迭代元素Δ(Δθ_m)，其中为ZC序列的长度，取值为小于用户所占RE数的最大质数， $0\&le;m\&le;N_{ZC}^{RS}-1.$

7.根据权利要求6所述的q阶ZC序列的生成装置，其特征在于，所述相位值生成模块进一步用于：

根据所述ZC序列的长度和q值，生成初始相位值θ₀和θ₁、初始累加值Δθ₀；，其中，Δθ₁＝θ₁-θ₀；

根据所述初始相位值θ₀和θ₁、初始累加值Δθ₀和迭代元素值Δ(Δθ_m)，通过两级迭代将两次乘法和一次除法转换为加法运算，生成q阶ZC序列的第m个元素对应的累加值Δθ_m、相位θ_m；，其中，计算公式如下：

Δθ_m＝Δ(Δθ_m)+Δθ_{m-1_frac}

θ_m＝Δθ_{m_frac}+θ_{m-1_frac}

其中，θ_{m_frac}和Δθ_{m_frac}分别表示θ_m和Δθ_m的小数部分。

8.根据权利要求7所述的q阶ZC序列的生成装置，其特征在于，所述ZC序列各元素值生成模块进一步用于：

根据步骤2θ_{m_frac}，计算q阶ZC序列的第m个元素对应的相位值其中，由θ_{m_frac}θ_m的计算得到：

根据所述相位值计算q阶ZC序列的第m个元素，其中，使用查表法计算元素x_q(m)的实部和虚部：