專利名稱：一種上行測距方法、裝置及一種基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及正交頻分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access)技術(shù)，尤指一種基于OFDMA系統(tǒng)的上行測距方法、裝置及一種基站。

背景技術(shù)：
OFDMA技術(shù)是一種基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的多用戶復(fù)用和接入技術(shù)。對于OFDMA系統(tǒng)，所有的子載波被劃分為多個子信道，每個子信道由若干個子載波組成，系統(tǒng)可以從子信道和時隙兩個維度來分配資源，因此資源分配的粒度較小，靈活性相對較高。
由于各移動用戶在小區(qū)位置的隨機性，基站接收到的各上行用戶信號的時間將受到往返路徑時延(Round Trip Delay)的影響，導(dǎo)致各移動用戶的OFDMA符號無法對齊(misalignment)；而且由于大尺度衰落的影響，各移動用戶的上行信號受到的路徑損耗也各不相同；此外，各移動用戶的載波頻率和基站之間也存在著一定的偏差。若基站不克服上述因素的影響，將無法恢復(fù)各移動用戶的上行數(shù)據(jù)，因此，需要在各移動用戶接入上行鏈路之前實現(xiàn)各移動用戶的上行測距處理，以保證OFDMA系統(tǒng)的上行鏈路同步。
通常，上行測距處理過程是一種在OFDMA系統(tǒng)中用于調(diào)整移動用戶載波頻偏、定時偏差和接收功率的過程，該過程是上行鏈路同步的一部分。在上行測距處理過程中，移動用戶(MSS)向基站(BS)發(fā)送的一種頻域CDMA碼序列，也稱為測距碼(Ranging Codes)，用于上行測距過程的系統(tǒng)參數(shù)估計和調(diào)整。各移動用戶發(fā)送的測距碼在基站疊加，同時在上行鏈路還有數(shù)據(jù)幀在傳送，因此，基站接收到的是測距碼和數(shù)據(jù)幀的合成信號。由于測距碼是頻域CDMA碼，在時域上具有很好的自相關(guān)和互相關(guān)特性，因此，可利用時域相關(guān)來檢測到達(dá)基站的測距碼信號。
相關(guān)文獻提出了一種OFDMA系統(tǒng)的上行測距方法，該方法可以解決上行測距過程中的定時偏差和接收功率的估計問題，下面簡要介紹實現(xiàn)的方法。
假設(shè)OFDMA系統(tǒng)有Nd個子載波，循環(huán)前綴長度為Ng。由于初始測距碼的時域序列包含兩個符號，其中第一個符號添加前綴，第二個符號添加后綴，因此這兩個OFDMA符號具有連續(xù)相位特性，假設(shè)第k個測距用戶發(fā)送的時域測距信號為公式(1)所示 xk＝[xk(0)，…，xk(2Nd+2Ng-1)]T(1) 平均功率為(2) 假設(shè)該第k個測距用戶選擇了第m個測距碼，并且假設(shè)cm(i)為第m個測距碼的第i個子載波值。
設(shè)置觀察窗口寬度為Nd+Ng+dmax，其中dmax為傳輸信道的最大時延，是根據(jù)實際情況預(yù)先設(shè)置的。該觀察窗口至少包含一個完整的OFDMA符號。
假設(shè)信道的最大多徑時延為L，則接收的時域信號可寫成如公式(3)所示的矩陣形式 (3) 其中，Y＝[y(0)，…，y(Nd+Ng+dmax-1)]T； 已知的信道沖激H＝[h1，…，hK]T，其中，hk＝[hk(0)，…，hk(L-1)]T； X＝[X1，…，XK]， 其中，第K個用戶的測距信號Xk＝[x′k(dk)，…，x′k(dk+L-1)]，

為包含上行同步用戶數(shù)據(jù)和噪聲的合成信號，K為測距用戶數(shù)。
假設(shè)參考測距信號為，其中，0＜d＜dmax，m∈{1，…，Nc}，Nc為測距碼集大小，則時域相關(guān)檢測量如公式(4)所示 (4) 其中{Ct}為K個測距用戶當(dāng)前發(fā)送的測距碼集，因此，與之對應(yīng)的定時估計值即定時偏差如公式(5)所示 (5) 公式(5)表示從

中找出對應(yīng)dmax的估計值。
在定時位置的時域相關(guān)檢測量峰值序列可表示為 (6) 其中，Sm表示信號，Im表示干擾，Nm表示噪聲。
|Im+Nm|為非匹配時的相關(guān)峰值，可近似為公式(7)所示 (7) 其中，m∈{1，…，Nc}，表示測距碼的

中i取值最小的一個碼。
(8) 其中，<I+N>表示干擾中噪聲的平均估計值，其取值可約等于公式(9)所示 (9) 從而得出測距碼信號的功率估計值如公式(10)所示 m∈{1，…，Nc}(10) 其中，為預(yù)先估算的。
于是判決閾值可設(shè)置為公式(11)所示 (11) 其中， 通過上述推導(dǎo)過程，現(xiàn)有技術(shù)上行測距過程為 1)基站利用公式(4)和公式(5)計算時域相關(guān)檢測量和定時偏差。
2)基站通過比較公式(6)得到的

和判決閾值η大小，來判決每個測距碼是否活躍，若

大于η，表示該測距碼活躍 3)基站利用公式(10)估計每個活躍的測距碼的接收功率。
綜上所述，現(xiàn)有上行測距方法僅給出原理，沒有給出具體的實現(xiàn)方案，而且，文獻中只給出了定時偏差和接收功率的估計算法，沒有給出載波頻偏的估計算法。
按照給出的計算原理，由于公式(7)中|Im+Nm|設(shè)為最小峰值對應(yīng)測距碼的時域平均，導(dǎo)致了計算誤差較大。同理，<I+N>的計算也存在類似的問題，導(dǎo)致了設(shè)定的判決閾值η與實際值誤差較大。另外，測距碼的接收功率在時域計算，由于r(0)和|Sm|難以準(zhǔn)確估計，降低了接收功率的估計精度。
之外，現(xiàn)有算法僅通過單一的判決閾值η來排除偽測距碼，虛警概率較高，特別是當(dāng)測距時隙不含測距碼時，更容易引起虛警。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種上行測距方法，包括定時偏差、載波頻偏和接收功率的估計，保證估計的精度。
本發(fā)明實施例提供一種上行測距裝置，能夠保證上行測距估計的精度。
本發(fā)明實施例提供一種基站，能夠保證上行測距估計的精度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的 一種上行測距方法，預(yù)先設(shè)置參考測距序列，該方法包括 基站按照相關(guān)檢測量的峰值，從參考測距序列選擇一組候選測距碼序列，并計算非匹配時的相關(guān)峰值； 根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，若雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值，則丟棄測距碼；否則，獲取頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。
一種上行測距裝置，該裝置設(shè)置在基站中，包括存儲模塊、選擇模塊、判斷模塊、計算模塊，其中， 存儲模塊，用于存儲預(yù)先設(shè)置的參考測距序列； 選擇模塊，用于按照相關(guān)檢測量的峰值，從存儲模塊中的參考測距序列選擇一組候選測距碼序列并發(fā)送給判斷模塊；計算非匹配時的相關(guān)峰值； 判斷模塊，用于接收來自選擇模塊的候選測距碼序列，檢測雙峰值，在雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值時，丟棄測距碼；在雙峰值的間距不大于預(yù)設(shè)門限值時，通知計算模塊； 計算模塊，用于接收來自判斷模塊的通知，計算頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。
一種基站，該基站包括上述上行測距裝置。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明實施例提供的這種按照相關(guān)檢測量的時域峰值從大到小的順序，選擇一組候選測距碼序列，然后再利用雙峰值檢測，保證候選測距碼序列的合法可用性，最后，利用篩選過的測距碼，對頻率偏差、接收功率和定時偏差進行估計，提高了檢測的精度。
進一步地，本發(fā)明實施例采用時頻相結(jié)合的方法，在測距碼集較大的情況下，時域匹配相關(guān)的計算量大，降低了測距算法的計算復(fù)雜度，而采用時頻結(jié)合的方法是在頻域確定候選碼集，然后再轉(zhuǎn)換到時域匹配相關(guān)檢測，極大地降低了時域測距碼搜索集的大小，時域檢測的作用在于簡化了定時的處理策略。



圖1是本發(fā)明實施例的方法的流程圖； 圖2是測距碼的示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例的裝置的示意圖。

具體實施例方式 本發(fā)明實施例主要包括基站按照相關(guān)檢測量的時域峰值從大到小的順序，遍歷參考測距序列選擇一組候選測距碼序列，并計算非匹配時的相關(guān)峰值；根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，判斷雙峰值的間距是否大于預(yù)設(shè)門限值，若大于，則丟棄測距碼，結(jié)束本流程；否則，獲取頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉較佳實施例，對本發(fā)明的實施例進一步詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明實施例的方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明實施例的方法包括 步驟100基站按照相關(guān)檢測量的時域峰值從大到小的順序，遍歷預(yù)先設(shè)置的參考測距序列，選擇一組候選測距碼序列，并計算非匹配時的相關(guān)峰值。
本步驟中，相關(guān)檢測量的時域峰值是通過現(xiàn)有方法獲得的，如公式(6)所示，從Nc組參考測距碼序列中選出一組序列{Cmax}，其相關(guān)檢測量的時域峰值絕對值

比其它序列大，而且。需要說明的是序列{Cmax}的個數(shù)是預(yù)先設(shè)置的，其大小與小區(qū)負(fù)載密切相關(guān)，即通常情況下每個接入時隙從概率上講應(yīng)該同時有多少個可能的測距碼接入。該值可以預(yù)先設(shè)置，也可以采用其它如聚類分析等方法來確定。
這樣，可以通過統(tǒng)計除序列{Cmax}之外的其它序列來計算|Im+Nm|的值，即計算除所述候選測距碼之外的其它序列中，對應(yīng)測距用戶的測距碼的時域相關(guān)檢測量峰值之和，再利用該和值除以非侯選測距碼的個數(shù)，該商值作為非匹配時的相關(guān)峰值，如公式(12)所示 (12) 其中，||Cmax||為{Cmax}包含的元素個數(shù)，Nc為測距碼集大小。
容易看出，非匹配時的相關(guān)峰值|Im+Nm|通過非匹配時各峰值的均值來計算，相對誤差較小。
步驟101根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，判斷雙峰值的間距是否大于預(yù)設(shè)門限值，若大于，進入步驟104；否則，進入步驟102。
本步驟中，是將可能存在的偽測距碼剔出，保證候選測距碼序列中測距碼的可用性。這里，雙峰值是根據(jù)公式(6)計算的相鄰連續(xù)符號的相關(guān)檢測量的時域峰值，門限值是雙峰值的間距與一個OFDMA符號長度Nd的差值，可以通過仿真確定后預(yù)先設(shè)置，一般可取為1/8Nd～1/16Nd。
如果某個候選測距碼對應(yīng)的雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值，則判定該候選測距碼為偽測距碼；否則，判定該測距碼為可用的測距碼。
步驟102獲取頻率偏差、接收功率和定時偏差。
假定發(fā)射端候選測距碼一個有效OFDMA符號的功率為 則候選測距碼序列對應(yīng)的平均功率為

且 基站通過帕斯瓦爾定理計算測距子信道對應(yīng)的子載波上的接收功率如公式(13)所示 (13) 其中，A為測距子信道對應(yīng)的子載波，ym(n)為時域相關(guān)檢測量，

為頻域相關(guān)檢測量。需要說明的是，通過帕斯瓦爾定理的推導(dǎo)過程屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識，這里不再贅述。從公式(13)可見，本發(fā)明實施例通過帕斯瓦爾定理計算測距子信道上的接收功率，最大限度地消除了上行傳輸數(shù)據(jù)幀的干擾，提高了估計的精度。
本步驟中，按照現(xiàn)有公式(5)即d∈{0，1，…，dmax}，計算對應(yīng)序列{Cmax}的定時估計值即定時偏差，即從所述候選測距碼序列對應(yīng)的相關(guān)檢測量

中找出對應(yīng)傳輸信道的最大時延dmax的估計值，該估計值作為定時偏差。從這里可以看出，由于是對應(yīng)經(jīng)過選擇的候選測距碼序列，對定時偏差進行的估計，保證了估計的準(zhǔn)確度。
進一步地，為了排除偽測距碼和功率過小的測距碼，需要設(shè)定條件，如公式(14)所示 (14) 其中信度系數(shù)α＞1，為預(yù)設(shè)信度系數(shù)，比如α＝1.5。
對于滿足公式(14)所示條件的合法的測距碼，前面已計算了其定時偏差和接收功率，本發(fā)明實施例對測距碼的載波頻偏的估計方法為通過測距碼相鄰兩符號在測距子信道上做差分運算來計算，具體為 假定A(k)為測距子信道的子載波，其中k＝0，1，…，Nr-1，Nr為測距子信道的子載波數(shù)；Zi，A(k)為第i個符號第A(k)個子信道上的頻域數(shù)據(jù)。由于初始測距信號由兩個相同的有用符號相連接而成，因此，計算頻率偏差為分別對第i個符號中相鄰子信道上的頻域數(shù)據(jù)做相關(guān)計算，再計算各相關(guān)計算的值的和的角度，最后計算該角度與常數(shù)2π之商，從而得到頻率偏差，如公式(15)所示 (15) 其中，頻偏值的估計范圍為[-0.5，0.5]，測距碼的頻偏余量不會超出此范圍。
步驟103計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼，結(jié)束本流程。
根據(jù)公式(13)可得匹配時的相關(guān)峰值如公式(16)所示 (16) 其中，

為功率衰減因子，表示接收功率與發(fā)射功率之比，反映測距信號經(jīng)歷的信道衰落的大小。
因此，匹配與否對應(yīng)的峰值差異如公式(17)所示 (17) 于是，判決閾值可以設(shè)置為公式(18)所示 η＝|Im+Nm|·β+(M/2)·γ(18) 考慮到信道的影響，衰落條件下相關(guān)峰值較理想值略有下降，因此，預(yù)設(shè)相關(guān)系數(shù)γ＜1，比如γ＝0.8，而預(yù)設(shè)修正因子β是考慮非匹配條件下均值至峰值的修正因子，可以設(shè)置β＝1.1。
測距碼對應(yīng)的相關(guān)檢測峰值大于公式(18)所示的判決閾值的，為活躍的測距碼，是合法的可用的，否則，為偽測距碼。
匹配時的相關(guān)峰值|Sm+Im+Nm|直接通過估計的功率衰減因子來校正，既降低了計算復(fù)雜度又提高了計算精度；判決閾值η由上述配時的相關(guān)峰值和匹配與否對應(yīng)的峰值差異兩個參數(shù)動態(tài)確定，由于同時引入了修正因子β，計算得到的閾值更符合實際值。
步驟104丟棄測距碼。
從圖1所示的流程來看，本發(fā)明實施例方法利用判決閾值η和雙峰值門限，有效地剔出了偽測距碼，大幅度降低了檢測中的虛警概率。
進一步地，在步驟101之前，該方法還包括在候選測距碼序列{Cmax}中，統(tǒng)計該序列{Cmax}中每個測距時隙上的候選測距碼的個數(shù)，如果測距時隙中候選測距碼的個數(shù)大于1，則可能有幾個測距碼在該測距時隙上碰撞即在相同的測距時隙中有多個不同的測距碼信號，也可能包含若干個偽測距碼，或者全部都是偽測距碼。因為存在這種可能，需要提供該測距時隙上的測距碼功率校正值。這里，系統(tǒng)預(yù)先為測距碼序列分配了多個測距時隙，這樣測距信號可以從這些分配的測距時隙中的任何一個中發(fā)射，因此接收端需要統(tǒng)計候選測距碼序列中分別屬于哪個測距時隙。確定方法就是看檢測到的時刻屬于哪個接入時隙即可。
如果碰撞過程真實發(fā)生，由于相關(guān)峰值與功率衰減成比例，因此可根據(jù)該測距時隙上的各候選測距碼的相關(guān)峰值計算各測距碼的功率校正值，該功率校正值為根據(jù)相關(guān)峰值的大小比例分配的總的信號功率； 如果該測距時隙上存在某個測距碼是偽測距碼，則其相關(guān)峰值相對于真實測距碼很小，導(dǎo)致其功率校正值為絕對值很大的負(fù)值，后面的處理將排除這種偽測距碼情況，即丟棄該測距時隙上功率校正值為絕對值很大的負(fù)值的偽測距碼； 如果該測距時隙上的測距碼均為偽測距碼，即該時隙上無測距碼的發(fā)送，此時計算得到的功率校正值的絕對值都不是很大，后面的處理將排除，即丟棄功率校正值的絕對值小的偽測距碼。
圖1所示的本發(fā)明實施例方法中，定時偏差檢測都是基于時域相關(guān)算法，這樣處理具有物理意義明確的優(yōu)點，對于測距碼集不大的情況是比較有效的，但是對于測距碼集較大的情況，為了進一步減少計算量，本發(fā)明實施例還提出一種時頻結(jié)合的測距碼搜索與檢測算法，從而有效地降低計算復(fù)雜度，進一步提高檢測性能。
由于初始測距碼具有連續(xù)相位的特性，因此落在初始測距碼范圍內(nèi)的FFT窗口(FFT W)可以得到完整的測距碼頻域信息，唯一有影響的是定時偏差造成的相移。圖2為測距信號示意圖，如圖2所示，假設(shè)存在兩個上行時隙即上行時隙21和上行時隙22，每個上行時隙占3個符號，這些上行區(qū)域可以劃分為3個初始測距時隙，每個測距時隙占2個符號。假如不同時延的初始測距碼信號疊加在一起，并與上行數(shù)據(jù)信號生成和信號，那么通過有效的FFT窗口選取時域信號，將其變換至頻域，就可以提取與測距碼相關(guān)的頻域信息，而且避免了有用數(shù)據(jù)信號對測距碼信號的干擾。
為了實現(xiàn)時域至頻域的變換，需要對每個FFT窗口進行處理，保證每個測距碼的完整信息至少可以被一個FFT窗口完整截取下來。
假設(shè)x(n)為測距碼的時域樣本，其中，n＝0，1，…，Nd-1，xD(n)＝x(n-n0)為測距碼時域樣值的循環(huán)移位值，延遲單位為n0個采樣點(sample)。FFT窗口所截取到的時域樣本也即xD(n)。
為了估計n0，計算如公式(19)所示的度量 (19) 其中，Xm(k)為參考測距碼的頻域樣值，F(xiàn)FT()運算符表示傅立葉變換，IFFT()運算符表示逆傅立葉變換。
假定當(dāng)X(k)與Xm(k)匹配時，存在如公式(20)所示的關(guān)系 (20) 也就是說，X(k)和Xm(k)相同能夠取到最大值，且最大值在0延遲處達(dá)到。
將公式(20)代入公式(19)，可得公式(21) (21) 因此，可得公式(22) (22) 利用公式(22)估計的時域延遲值

，可確定測距信號的FFT窗口即檢測到的時域延遲值

減去一個預(yù)設(shè)保護間隔，但是，由于FFT窗口和測距信號的真正起始位置存在k·Nd的偏差，而且k值與測距信號到達(dá)的隨機性有關(guān)。此外，由于相鄰的FFT窗口計算得到的測距碼相同的可能性很大，使頻域估計測距碼的起始位置變得復(fù)雜，因此，本發(fā)明實施例結(jié)合時域相關(guān)來完成測距碼的定位，頻域檢測的作用在于極大地降低了時域測距碼搜索集的大小，而時域檢測的作用在于簡化了定時的處理策略。
選擇候選測距碼序列的方法為 對于每個FFT窗口，首先，在頻域內(nèi)遍歷參考序列與所有測距碼序列的頻域相關(guān)值，并從大至小選擇預(yù)設(shè)K個與當(dāng)前FFT窗口對應(yīng)的具有最大相關(guān)值檢測量的測距碼及其時域延遲值；然后，對于所有的FFT窗口，選取N個最大且不重復(fù)的測距碼碼作為候選測距碼。同時，按照現(xiàn)有公式(4)在時域內(nèi)計算與接收信號的時域相關(guān)值，保存其時域相關(guān)檢測量的峰值序列。
最后，對候選測距碼序列的合法性進行檢測，并獲取頻率偏差、接收功率和定時偏差。本發(fā)明實施例時頻結(jié)合的測距碼搜索與檢測算法中，合法性檢測同樣采用雙峰值來排除偽測距碼，有效地對測距時隙中無測距碼的情況做了剔出處理，此外，由于頻域估計的測距信號的FFT窗口與時域估計的測距信號的起始位置之間存在著k·Nd的偏差，利用k·Nd準(zhǔn)則即FFT窗口與時域相關(guān)峰值的間距大于或等于k·Nd時，可以比較簡單地判定候選測距碼是無效的。也即基于FFT窗口截取的非完整碼信息而估計得到的偽測距碼，而基于FFT窗口截取的完整碼信息而獲得的偽測距碼，需要應(yīng)用雙峰值準(zhǔn)則來排除。
這里雙峰值準(zhǔn)則就是根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，若雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值，則該候選測距碼為偽測距碼。
若在剩余的候選測距碼集合中，存在時域相關(guān)峰值小于已排除偽測距碼相關(guān)峰值最大值倍值ζ倍的候選測距碼，也需要將其一并剔出，其中倍值ζ＞1，這里設(shè)置倍值ζ＝1.2。
對于頻率偏差、接收功率和定時偏差的獲取，頻率偏差和接收功率在頻域進行估計，計算公式是公式(13)和(15)在頻域的實現(xiàn)，時頻轉(zhuǎn)換屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)，這里不再詳細(xì)推導(dǎo)，強調(diào)的是，通過在頻域檢測，極大地降低了時域測距碼搜索集的大小，從而提高了估計的精度。定時偏差的估計按照現(xiàn)有公式(5)計算。
時頻結(jié)合的測距碼搜索與檢測算法中的時頻結(jié)合搜索，在測距碼集較大的情況下降低了測距算法的計算復(fù)雜度，而頻域檢測則極大地降低了時域測距碼搜索集的大小，時域檢測的作用在于簡化了定時的處理策略。同時雙峰值準(zhǔn)則、k·Nd準(zhǔn)則和相關(guān)峰值準(zhǔn)則的聯(lián)合使用大大降低了虛警概率。
基于上述本發(fā)明方法，還提供一種上行測距裝置，該裝置設(shè)置在基站中，圖3是本發(fā)明實施例的裝置的示意圖，如圖3所示，包括存儲模塊、選擇模塊、判斷模塊、計算模塊，其中， 存儲模塊，用于存儲預(yù)先設(shè)置的參考測距序列； 選擇模塊，用于按照相關(guān)檢測量的峰值，從存儲模塊中的參考測距序列選擇一組候選測距碼序列并發(fā)送給判斷模塊；計算非匹配時的相關(guān)峰值； 判斷模塊，用于接收來自選擇模塊的候選測距碼序列，檢測雙峰值，在雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值時，丟棄測距碼；在雙峰值的間距不大于預(yù)設(shè)門限值時，通知計算模塊； 計算模塊，用于接收來自判斷模塊的通知，計算頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。
進一步地，計算模塊用于在所述測距碼對應(yīng)的匹配時的相關(guān)峰值大于或等于非匹配時的相關(guān)峰值的絕對值與預(yù)設(shè)信度系數(shù)α之積時，確定該測距碼為偽測距碼。
進一步地，判斷模塊用于在所述候選測距碼序列中，統(tǒng)計每個測距時隙上的候選測距碼的個數(shù)，在所述測距時隙中候選測距碼的個數(shù)大于1時，根據(jù)該測距時隙上的各候選測距碼的相關(guān)峰值計算各測距碼的功率校正值；丟棄該測距時隙上功率校正值為絕對值很大的負(fù)值的偽測距碼；丟棄功率校正值的絕對值小的偽測距碼。
該裝置還進一步包括FFT窗口生成模塊，用于獲取時域延遲值，并根據(jù)該時域延遲值確定FFT窗口。此時， 選擇模塊進一步用于在頻域內(nèi)遍歷參考序列與所有測距碼序列的頻域相關(guān)值，并從大至小選擇一組與當(dāng)前確定的FFT窗口對應(yīng)的具有最大相關(guān)值檢測量的測距碼及其時域延遲值； 對于所有的FFT窗口，選取預(yù)設(shè)N個最大且不重復(fù)的測距碼作為候選測距碼。
判斷模塊進一步用于 在所述FFT窗口與時域估計的測距信號的起始位置之間的偏差大于或等于k·Nd時，判定候選測距碼是無效的，其中k表示第k個測距用戶，Nd為子載波個數(shù)； 或者，根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，在雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值時，檢測出該測距碼為偽測距碼并丟棄。
進一步地，判斷模塊還用于在測距碼對應(yīng)的時域相關(guān)峰值小于已排除偽測距碼相關(guān)峰值最大值預(yù)設(shè)值倍值ζ倍時，丟棄該測距碼。
同時，本發(fā)明還提供一種基站，該基站包括上述上行測距裝置。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種上行測距方法，預(yù)先設(shè)置參考測距序列，其特征在于，該方法包括
基站按照相關(guān)檢測量的峰值，從參考測距序列選擇一組候選測距碼序列，并計算非匹配時的相關(guān)峰值；
根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，若雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值，則丟棄測距碼；否則，獲取頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)檢測量的峰值是時域的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取接收功率的方法為通過帕斯瓦爾定理計算測距子信道對應(yīng)的子載波上的接收功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取頻率偏差的方法為利用所述候選測距碼相鄰兩符號，在測距子信道上做差分運算得到頻率偏差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述獲取頻率偏差的方法具體為分別對第i個符號中相鄰子信道上的頻域數(shù)據(jù)做相關(guān)計算，再計算各相關(guān)計算的值的和的角度，最后計算該角度與常數(shù)2π之商，得到頻率偏差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算判決閾值的方法為根據(jù)獲得的接收功率、非匹配時的相關(guān)峰值，以及關(guān)系，計算判決閾值η，公式如下
η＝|IM+Nm|·β+(M/2)·γ，其中，β為修正因子，γ為相關(guān)系數(shù)；
其中
為功率衰減因子，為接收功率與發(fā)射功率之比，Nd為子載波個數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲取活躍的測距碼的方法為相關(guān)檢測峰值大于所述判決閾值的測距碼為活躍的測距碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括若測距碼對應(yīng)的所述匹配時的相關(guān)峰值大于或等于非匹配時的相關(guān)峰值的絕對值與預(yù)設(shè)信度系數(shù)α之積，則該測距碼為偽測距碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值之前，該方法還包括
在所述候選測距碼序列中，統(tǒng)計每個測距時隙上的候選測距碼的個數(shù)，如果測距時隙中候選測距碼的個數(shù)大于1，則，
根據(jù)該測距時隙上的各候選測距碼的相關(guān)峰值計算各測距碼的功率校正值；
丟棄該測距時隙上功率校正值為絕對值很大的負(fù)值的偽測距碼；
丟棄功率校正值的絕對值小的偽測距碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法之前還包括獲取時域延遲值，并根據(jù)該時域延遲值確定FFT窗口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述相關(guān)檢測量的峰值包括時域的和頻域的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述選擇候選測距碼序列具體為
在頻域內(nèi)遍歷參考序列與所有測距碼序列的頻域相關(guān)值，并從大至小選擇一組與當(dāng)前確定的FFT窗口對應(yīng)的具有最大相關(guān)值檢測量的測距碼及其時域延遲值；
對于所有的FFT窗口，選取預(yù)設(shè)N個最大且不重復(fù)的測距碼作為候選測距碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求1、2或11所述的方法，其特征在于，所述計算非匹配時的相關(guān)峰值的方法為
計算除所述候選測距碼之外的其它序列中，對應(yīng)測距用戶的測距碼的時域相關(guān)檢測量峰值之和，再利用該和值除于非侯選測距碼的個數(shù)，該商值作為非匹配時的相關(guān)峰值。
14.根據(jù)權(quán)利要求1、2或12所述的方法，其特征在于，所述獲取定時偏差的方法為
從所述候選測距碼序列對應(yīng)的相關(guān)檢測量
中找出對應(yīng)傳輸信道的最大時延dmax的估計值，該估計值作為定時偏差。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述頻率偏差和接收功率在頻域中獲取。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法還包括
若所述FFT窗口與時域估計的測距信號的起始位置之間的偏差大于或等于k·Nd，則判定候選測距碼是無效的，其中k表示第k個測距用戶，Nd為子載波個數(shù)；
或者，根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，在雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值時，檢測出該測距碼為偽測距碼并丟棄。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，該方法還包括
若測距碼對應(yīng)的時域相關(guān)峰值小于已排除偽測距碼相關(guān)峰值最大值預(yù)設(shè)值倍值ζ倍，則丟棄該測距碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述門限值是雙峰值的間距與一個OFDMA符號長度Nd的差值。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站按照相關(guān)檢測量的峰值從大到小的順序，從參考測距序列選擇一組候選測距碼序列。
20.一種上行測距裝置，其特征在于，該裝置設(shè)置在基站中，包括存儲模塊、選擇模塊、判斷模塊、計算模塊，其中，
存儲模塊，用于存儲預(yù)先設(shè)置的參考測距序列；
選擇模塊，用于按照相關(guān)檢測量的峰值，從存儲模塊中的參考測距序列選擇一組候選測距碼序列并發(fā)送給判斷模塊；計算非匹配時的相關(guān)峰值；
判斷模塊，用于接收來自選擇模塊的候選測距碼序列，檢測雙峰值，在雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值時，丟棄測距碼；在雙峰值的間距不大于預(yù)設(shè)門限值時，通知計算模塊；
計算模塊，用于接收來自判斷模塊的通知，計算頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊進一步用于在所述測距碼對應(yīng)的匹配時的相關(guān)峰值大于或等于非匹配時的相關(guān)峰值的絕對值與預(yù)設(shè)信度系數(shù)α之積時，確定該測距碼為偽測距碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述判斷模塊進一步用于在所述候選測距碼序列中，統(tǒng)計每個測距時隙上的候選測距碼的個數(shù)，在所述測距時隙中候選測距碼的個數(shù)大于1時，
根據(jù)該測距時隙上的各候選測距碼的相關(guān)峰值計算各測距碼的功率校正值；丟棄該測距時隙上功率校正值為絕對值很大的負(fù)值的偽測距碼；丟棄功率校正值的絕對值小的偽測距碼。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括FFT窗口生成模塊，用于獲取時域延遲值，并根據(jù)該時域延遲值確定FFT窗口。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述選擇模塊進一步用于
在頻域內(nèi)遍歷參考序列與所有測距碼序列的頻域相關(guān)值，并從大至小選擇一組與當(dāng)前確定的FFT窗口對應(yīng)的具有最大相關(guān)值檢測量的測距碼及其時域延遲值；
對于所有的FFT窗口，選取預(yù)設(shè)N個最大且不重復(fù)的測距碼作為候選測距碼。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，所述判斷模塊進一步用于
在所述FFT窗口與時域估計的測距信號的起始位置之間的偏差大于或等于k·Nd時，判定候選測距碼是無效的，其中k表示第k個測距用戶，Nd為子載波個數(shù)；
或者，根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，在雙峰值的間距大于預(yù)設(shè)門限值時，檢測出該測距碼為偽測距碼并丟棄。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述判斷模塊進一步用于在測距碼對應(yīng)的時域相關(guān)峰值小于已排除偽測距碼相關(guān)峰值最大值預(yù)設(shè)值倍值ζ倍時，丟棄該測距碼。
27.一種基站，其特征在于，該基站包括權(quán)利要求20～26所述的上行測距裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種上行測距方法、裝置及一種基站，本發(fā)明基于正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)，包括基站按照相關(guān)檢測量的時域峰值，從參考測距序列選擇一組候選測距碼序列，并計算非匹配時的相關(guān)峰值；根據(jù)候選測距碼序列檢測雙峰值，判斷雙峰值的間距是否大于預(yù)設(shè)門限值，若大于，則丟棄測距碼；否則，獲取頻率偏差、接收功率和定時偏差，計算判決閾值并根據(jù)該判決閾值獲取活躍的測距碼。本發(fā)明這種按照相關(guān)檢測量的時域峰值從大到小的順序，選擇一組候選測距碼序列，然后再利用雙峰值檢測，保證候選測距碼序列的合法可用性，最后，利用篩選過的測距碼，對頻率偏差、接收功率和定時偏差進行估計，提高了檢測的精度。
文檔編號H04B1/707GK101193398SQ200610144929
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者張朝陽, 管良榮, 王吉濱, 吳和兵 申請人:浙江大學(xué), 華為技術(shù)有限公司