[发明专利]一种M序列并行产生方法和装置

说明书

本发明提供了一种M序列并行产生方法，包括：1)获取M序列的递推公式，确定并行度w，输入初始的M序列位；2)同步读取w组已知M序列位作为输入数据，根据递推公式同步进行w路递推计算，得到原先未知的w个M序列位；其中，一组已知M序列位对应于一路递推计算的递推公式右侧的各个幂次项；3)记录步骤2)所计算出的w个M序列位并将这w个M序列位同步输出，然后重新执行步骤2)以计算出下一组的w个M序列位。本发明还提供了相应的M序列并行产生装置。本发明具有并行度高，反馈简单，初始化简单，既适合硬件实现也适合软件实现的优点。

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，本发明涉及一种M序列并行产生方法和装置。

背景技术

M序列是最长线性移位寄存器序列的简称，是一种伪随机序列、伪噪声(PN)码或伪随机码。可以预先确定并且可以重复实现的序列称为确定序列；既不能预先确定又不能重复实现的序列称随机序列；不能预先确定但可以重复产生的序列称伪随机序列。M序列被广泛地应用于无线通信扰码技术中。

扰码技术是数字通信中常用的技术，其目的可以使信道中传输的数据具有随机性，从而能够有效避免数据之间的干扰。扰码序列通常由伪随机序列M序列构成。随着移动通信的发展，传输速率越来越高，所需要的扰码速率也越来越高，而扰码并行化是提高扰码的产生速率一种很好的解决方案。

传统的并行扰码技术主要有查表法，矩阵法，采样法。查表法采用存储器实现并行化，一个周期为2^r-1(r是生成多项式阶数)的扰码序列，如果需要并行度为W，那么W*(2^r-1)也是扰码序列的周期。采用位宽为W的存储器，存储(2^r-1)列，每次提取一列进行加扰，到最后一列后再循环到第一列。查表法优点是速度快，复杂度低，但是存储开销非常大，适用于生成多项式阶数较低的场合。但是随着移动通信发展，扰码序列的生成多项式已经变的更加复杂，比如第四代移动通信LTE中，扰码序列的生成多项式已经达到了31阶，查表法已经不再适用。

矩阵法采用矩阵状态机转移的方式，通过多个一步转移矩阵的自乘，得到多步转移矩阵，从而能够一次实现多个状态机的更新，实现了扰码并行化。矩阵法适合基于寄存器组的硬件实现。然而，虽然矩阵法理论上能够实现任意的并行度，但是由于需要实现矩阵状态机转移，矩阵法扰码生成装置中某些寄存器单元之间的反馈往往较为复杂，导致生成扰码字时某些扰码位的延时较长，由于木桶效应，生成整个扰码字的延时也较长，进而导致系统的整体运行频率降低。当扰码阶数较高(例如31阶的LTE系统的扰码)，并行度较高时，上述缺陷尤为明显。另外，矩阵法也不适合SIMD(单指令多数据)DSP实现，在需要新的扰码时，往往需要专用的硬件，通用性较弱。

采样法是对扰码序列进行采样，将原扰码序列分解为w个抽样序列(即子序列)，每个抽样序列均设计独立的生成单元，并在同一时钟周期输出一位扰码，这样w个抽样序列就能够在一个时钟周期输出w位扰码，从而提高扰码生成速率。采样法优点是并行度可以很高，扰码序列生成速度可以很快，但是每个独立生成单元都需要独立的资源，资源开销很大，并且每个独立生成单元需要各自计算初始值，这样导致初始值的实现复杂度也较大。

发明内容

本发明的目的是提供了一种能够克服上述现有技术缺陷的M序列并行产生方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种M序列并行产生方法，包括下列步骤：

1)获取M序列的递推公式，确定并行度w，输入初始的M序列位；

2)同步读取w组已知M序列位作为输入数据，根据递推公式同步进行w路递推计算，得到原先未知的w个M序列位；其中，一组已知M序列位对应于一路递推计算的递推公式右侧的各个幂次项；

3)记录步骤2)所计算出的w个M序列位并将这w个M序列位同步输出，然后重新执行步骤2)以计算出下一组的w个M序列位。