CN104468434A - 一种基于lte的解扰装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LTE的解扰装置及方法，涉及在移动通信***。本发明公开的解扰装置包括：预处理单元，对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；RS位置检测单元，从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；解扰单元，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。本发明还公开了一种基于LTE的解扰方法。本发明技术方案不但实现了解扰的基本功能，还实现了不同模式的统一，还缩短了扰码产生时间，提高了扰码产生速度，在LTE无线通信***有很高的应用价值。

Description

一种基于LTE的解扰装置及方法

技术领域

本发明涉及在移动通信***，尤其涉及一种基于LTE的解扰装置及方法。

背景技术

LTE（Long Term Evolution）技术是3G技术的演进，它采用OFDM和MIMO作为关键技术，不但可以达到下行150M上行50M的峰值速率，而且频谱效率较高，可以根据业务需求灵活配置1.4-20M的***带宽。不只如此，相对于3G技术，它还还提高了小区边缘接收性能、提高了小区容量和降低了***延迟。

但是，在LTE协议中，Normal CP和Extended CP下RS的映射位置不同，且RS类型较多。现有常规实现方式，需要众多的判断条件，实现过程较为繁琐。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于LTE的解扰装置及方法，以提高解扰效率。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于LTE的解扰装置，该装置包括：

预处理单元，对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；

RS位置检测单元，从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；

解扰单元，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。

可选地，上述解扰装置还包括：

扰码产生单元，采用一个时钟周期移位2比特的方式同时产生两个序列值以组成所述本地扰码序列。

可选地，上述解扰装置中，所述扰码产生单元按照如下公式产生本地扰码序列c(n)： $r_{{l,n}_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中， $\left\{\begin{array}{c}c\left(n\right)=(x_1(n+N_C)+x_2(n+N_C))\mathrm{mod}2\\ x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1\left(n\right))\mathrm{mod}2\\ x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2\left(n\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right..$

可选地，上述解扰装置中，N_c=1600固定不变，x₁(n)的初始值为x₁(0)=1,x₁(n)=0,n=1,2,...,30；x₂(n)的初始值为其中c_init的计算公式如下：

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}.$

可选地，上述解扰装置中，所述解扰单元，对所述本地扰码序列c(n)和标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据做共轭乘法操作以实现解扰。

本发明还公开了一种基于LTE的解扰方法，包括：

先对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；

再从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；

最后根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。

可选地，上述方法还包括：

采用一个时钟周期移位2比特的方式同时产生两个序列值以组成所述本地扰码序列。

可选地，上述方法中，按照如下公式产生本地扰码序列c(n)：

$r_{{l,n}_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中， $\left\{\begin{array}{c}c\left(n\right)=(x_1(n+N_C)+x_2(n+N_C))\mathrm{mod}2\\ x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1\left(n\right))\mathrm{mod}2\\ x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2\left(n\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right..$

可选地，上述方法中，N_c=1600固定不变，x₁(n)的初始值为x₁(0)=1,x₁(n)=0,n=1,2,...,30；x₂(n)的初始值为其中c_init的计算公式如下：

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}.$

可选地，上述方法中，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作指：

对所述本地扰码序列c(n)和标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据做共轭乘法操作以实现解扰。

本发明技术方案提供一种基于LTE协议的扰码产生装置及方法，不但实现了解扰的基本功能，还实现了不同模式的统一，还缩短了扰码产生时间，提高了扰码产生速度，在LTE无线通信***有很高的应用价值。

附图说明

图1为本发明解扰装置的硬件实现框图；

图2为x1(n)序列产生框图；

图3为x2(n)序列产生框图；

图4为Cell RS分配示意图；

图5为Vshift和发射端口相同，CP模式不同时Cell RS位置示意图；

图6为CP模式和发射端口相同，Vshift不同时Cell RS位置示意图；

图7为CP模式不同时Cell RS位置统一检测示意图；

图8为Vshift不同时Cell RS位置统一检测示意图；

图9为本发明解扰装置中解扰单元的硬件实现示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

本申请发明人总结不同模式下RS的映射特点，在检测扰码位置前对符号索引进行预处理，实现Normal CP和Extended CP下RS位置检测的统一；以符号为单位，实现Port4上RS和Cell RS解扰的统一；对序列移位的次数进行优化，同时产生扰码序列的奇偶位，这样不但缩短了扰码产生时间，而且方便解扰操作。

基于上述思想，本实施例提供一种基于LTE的解扰装置，用接收到的RS数据和本地的c(n)序列做共轭乘法操作，至少包括预处理单元、RS位置检测单元和解扰单元。

预处理单元，对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；

RS位置检测单元，从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；

解扰单元，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。

优选地，在上述装置的基础上，还包括扰码产生单元，此时，基于LTE的解扰装置的硬件架构如图1所示。

该扰码产生单元：根据LTE协议，采用一个时钟周期移位2bits的方式同时产生两个序列值以组成本地扰码序列。

下面对图1中每个处理单元的具体实施作进一步的详细描述：

扰码产生单元的硬件实现

根据协议，c(n)序列由x₁(n)序列和x₂(n)模2加产生，公式如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}c\left(n\right)=(x_1(n+N_C)+x_2(n+N_C))\mathrm{mod}2\\ x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1\left(n\right))\mathrm{mod}2\\ x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2\left(n\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.$

其中N_c=1600固定不变，x₁(n)的初始值为x₁(0)=1,x₁(n)=0,n=1,2,...,30；x₂(n)的初始值为其中c_init的计算公式如下：

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}$

由上可见，要求出c(n)序列，必须要先算x₁(n)序列和x₂(n)序列。

由于x₁(n)序列的初始值是固定的，这就意味着其1600处的序列值也是固定的，这样我们可以在复位信号到来之后，对31bits寄存器初始化为1600处的序列值。当x₁(n)指示信号开始工作后，先按照公式进行计算出x₁(30)的值，并右移1位，计数器累加1。然后后面每次进行2组模2加的并行运算，并且计数器累加2。这里采用2组模2加的作用是在参考信号生成中用到的参考信号是成对出现的，这样就可以调整后面产生序列的步调。x₁(n)序列的硬件实现结构如图2所示。

对于x₂(n)序列，其初始值C_init和slot号、符号号、小区ID以及CP模式有关，不同时刻其初始值不一样，因此x₂(n)序列只能在得到C_init之后才能计算其初始值。本方案采用软件下发每个符号的序列初始值的方式(至少提前子帧头800个clk)，硬件在接收到序列初始值后开始进行移位计算，得到1600处的序列值，其它计算和x₁(n)序列一样，硬件实现框图如图3所示。

根据x₁(n)和x₂(n)序列，我们可以得到c(n)序列。由于x₁(n)和x₂(n)序列都是一个clk移位两次，同时输出两个序列值，因此c(n)序列也是同时输出两个序列值。最后根据CELL RS的公式定义，我们可以得到本地产生的RS序列。

$r_{{l,n}_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

值得注意的是，真正需要的扰码是和当前分配RB数有关，在最大的情况下，440长度的序列全部被使用，其它情况下，我们只用到序列的中间一段，所以我们在初始化x₁(n)和x₂(n)序列的时候就必须考虑到这个问题，提前计算到我们需要序列的位置。440个扰码序列的扰码使用情况如图4所示。

RS位置检测单元的硬件实现

根据LTE协议可知，Cell RS的位置和CP模式、符号数、发射端口号以及vshift有关系。即使发射端口和Vshift都相同，如果CP模式不同，RS的位置也不同，如图5所示。图5左侧图中可以看出，只有在符号0、state=0和符号4、state=3才存在RS，在图5右侧图中可以看出，只有在符号0、state=0和符号3、state=3才存在RS，即RS在不同一个符号的相同子载波上。

不只如此，即使发射端口相同，如果Vshift不同，那么RS的位置也会不同，如图6所示。图6左侧图中可以看出，只有在符号0、state=0和符号4、state=3才存在RS，在图6右侧图中可以看出，只有在符号0、state=1和符号4、state=4才存在RS，即RS在同一个符号的不同子载波上。

为了解决RS位置随CP模式变化而变化的问题，我们在硬件实现时，把Extended CP模式下的符号计数从原来的0、1、2、3、4、5改为0、1、2、4、5、6计数，如图7所示，RS都出现在在符号0、state=0和符号4、state=3的位置上，这样就实现了不同CP模式下RS位置的统一检测，

为了解决RS位置随Vshift变化而变化的问题，在硬件实现之前，预处理单元根据vshift的不同，对状态值赋予不同的初始状态，如图8所示，即RS都出现在符号0、state=0和符号4、state=3的位置上，这样就实现了不同vshift下RS位置的统一检测。

解扰单元的硬件实现

解扰模块实际上是一个复数乘法模块，只不过由于乘法因子比较特殊，即RS信号值为则我们可以把公共因子提取出来，那么RS信号可以等效为±1±j。可以看出，此时输入数据和RS信号的复数乘法只有加法和取反操作，最后再乘上一个实数因子硬件实现结构如图9所示。

实施例2

本实施例提供一种基于LTE的解扰方法，包括如下操作：

先对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；

再从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；

最后根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。

在上述方法的基础上，还包括生成本地掩码序列的操作，具体地，可采用一个时钟周期移位2比特的方式同时产生两个序列值以组成所述本地扰码序列。

其中，本实施例中，可按照如下公式产生本地扰码序列c(n)：

$r_{{l,n}_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中， $\left\{\begin{array}{c}c\left(n\right)=(x_1(n+N_C)+x_2(n+N_C))\mathrm{mod}2\\ x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1\left(n\right))\mathrm{mod}2\\ x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2\left(n\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right..$

需要说明的是，N_c=1600固定不变，x₁(n)的初始值为x₁(0)=1,x₁(n)=0,n=1,2,...,30；x₂(n)的初始值为而c_init的计算公式如下：

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}.$

实际操作过程中，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作即，对所述本地扰码序列c(n)和标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据做共轭乘法操作以实现解扰。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.一种基于长期演进（LTE）的解扰装置，其特征在于，该装置包括：

预处理单元，对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；

RS位置检测单元，从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；

解扰单元，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。

2.如权利要求1所述的解扰装置，其特征在于，该装置还包括：

扰码产生单元，采用一个时钟周期移位2比特的方式同时产生两个序列值以组成所述本地扰码序列。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述扰码产生单元按照如下公式产生本地扰码序列c(n)：

$r_{{l,n}_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中， $\left\{\begin{array}{c}c\left(n\right)=(x_1(n+N_C)+x_2(n+N_C))\mathrm{mod}2\\ x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1\left(n\right))\mathrm{mod}2\\ x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2\left(n\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right..$

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

N_c=1600固定不变，x₁(n)的初始值为x₁(0)=1,x₁(n)=0,n=1,2,...,30；x₂(n)的初始值为其中c_init的计算公式如下：

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}.$

5.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，

所述解扰单元，对所述本地扰码序列c(n)和标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据做共轭乘法操作以实现解扰。

6.一种基于长期演进（LTE）的解扰方法，其特征在于，该方法包括：

先对待解扰数据的符号索引进行预处理，使待解扰数据中普通循环前缀（CP）和扩展CP下的参考信号（RS）位置对应的符号索引一致；

再从预处理后的待解扰数据中标记出RS位置对应的符号索引；

最后根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

采用一个时钟周期移位2比特的方式同时产生两个序列值以组成所述本地扰码序列。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，按照如下公式产生本地扰码序列c(n)：

$r_{{l,n}_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中， $\left\{\begin{array}{c}c\left(n\right)=(x_1(n+N_C)+x_2(n+N_C))\mathrm{mod}2\\ x_1(n+31)=(x_1(n+3)+x_1\left(n\right))\mathrm{mod}2\\ x_2(n+31)=(x_2(n+3)+x_2(n+2)+x_2(n+1)+x_2\left(n\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right..$

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

N_c=1600固定不变，x₁(n)的初始值为x₁(0)=1,x₁(n)=0,n=1,2,...,30；x₂(n)的初始值为其中c_init的计算公式如下：

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}.$

10.如权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，根据本地扰码序列c(n)对标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据进行解扰操作指：

对所述本地扰码序列c(n)和标记出所述RS位置对应的符号索引的待解扰数据做共轭乘法操作以实现解扰。