專利名稱：檢測方法和檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測方法和檢測裝置。
背景技術(shù)：
上行隨機(jī)接入技術(shù)是無線通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。通過上行接入過程，以達(dá)到用戶終端側(cè)到達(dá)基站的上行信號的同步。用戶終端在收到基站的廣播消息后，在所分配的競爭信道區(qū)域內(nèi)按照一定算法選擇上行接入碼并發(fā)送給基站，基站通過碼檢測技術(shù)來測得用戶終端距離基站的時(shí)延、頻偏以及功率等參數(shù)，并將這些參數(shù)通過下行信道反饋給用戶終端進(jìn)行調(diào)整。
在碼檢測過程中，會存在虛警和漏警的情況。虛警是指，當(dāng)用戶終端沒有發(fā)送上行接入碼時(shí)，基站卻檢測到碼；漏警是指，當(dāng)用戶終端發(fā)送了上行接入碼，基站檢測不到該碼。因此，對于檢測過程涉及到以下3個(gè)概率。虛警概率用戶終端未發(fā)送上行接入碼，但基站卻檢測到碼的概率。漏警概率用戶終端發(fā)送上行接入碼，基站未檢測到碼的概率。檢測概率用戶終端發(fā)送上行接入碼，基站檢測到的概率。在一定信噪比和固定的碼檢測門限下，虛警概率較大時(shí)，則漏警概率必定較小。
現(xiàn)有技術(shù)中一般采用時(shí)頻域碼檢測方法進(jìn)行碼檢測。以下是以全球微波接入互操作性Wimax(World Interoperability for Microwave Access)系統(tǒng)舉例說明，用于用戶終端發(fā)送上行接入碼的區(qū)域在Wimax系統(tǒng)中稱為測距Range區(qū)，上行接入碼也稱為測距Range碼。
請參閱圖1，是現(xiàn)有技術(shù)測距(Range)信道符號示意圖。
由圖1可見，由于來回時(shí)程導(dǎo)致接收的碼分多址接入CDMA(Codedivision multiple access)碼有延遲，因而Range信道的第一個(gè)符號只包含了Range碼的部分信息。假如延遲少于一個(gè)正交頻分復(fù)用OFDM(OrthogonalFre-quencyDivisionMultiplexing)符號(symbol)，則第二個(gè)符號以一種循環(huán)的形式包含Range碼所有信息。Ranging算法因此用第二個(gè)符號symbol進(jìn)行快速傅立葉變換FFT(Fast Fourier Transform)，在Symbol2里，循環(huán)延遲在時(shí)域以循環(huán)偏移的形式出現(xiàn)，在頻域里，這就成為與子載波數(shù)目成比例的相位旋轉(zhuǎn)。直接的估計(jì)是使用Range子信道上的子載波，運(yùn)用不同的線性相位旋轉(zhuǎn)，并和CDMA碼相關(guān)。使用FFT可以減少運(yùn)用線性相位旋轉(zhuǎn)的復(fù)乘數(shù)目。
請參閱圖2，是現(xiàn)有技術(shù)采用時(shí)頻域碼檢測方法流程圖，包括步驟201、將Range碼進(jìn)行快速傅立葉變換FFT；步驟202、進(jìn)行碼移除Y[k]＝X[k]·C[k]；其中，X[k]是Rangeing子載波，C[k]是本地CDMA碼。
步驟203、計(jì)算接收信號能量；Sum=Σk=1NRange|X[k]|2]]>步驟204、對碼移除的結(jié)果Y[K]進(jìn)行快速傅里葉逆變換IFFT；Y[T]＝IFFT(Y[k])其中，非Rane子載波的位置填0。
步驟205、對Y[T]里尋找單點(diǎn)能量最大的峰值點(diǎn)；假設(shè)該點(diǎn)能量峰值為Energy_Max。該點(diǎn)位置為Location_Max；步驟206、根據(jù)以下公式進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果確定是否檢測到Range碼；當(dāng)Energy_Max*Detect_Hold＞Sum，則說明檢測到Range碼。
其中，Detect_Hold為碼檢測門限，可以預(yù)先設(shè)定。一般碼檢測門限取值為適中。當(dāng)檢測到Range碼后，由位置Location_Max推算到最終時(shí)偏位置。
現(xiàn)有技術(shù)采用時(shí)頻域碼檢測方法的缺點(diǎn)是在信噪比不太高的情況下，有一定的虛警概率。虛警造成的影響有浪費(fèi)分配帶寬資源；另外如果虛警較多時(shí)，由于高層器件例如CPU大部分時(shí)間需處理虛警相關(guān)的消息時(shí)，會導(dǎo)致其他消息特別是入網(wǎng)信令處理的延時(shí)，影響系統(tǒng)性能。
為了減少虛警概率，現(xiàn)有技術(shù)一般可以采用的方法是提高碼檢測門限D(zhuǎn)etect_Hold，這樣就可以減少虛警概率。
在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題假如單純的提高碼檢測門限D(zhuǎn)etect_Hold，將導(dǎo)致漏警概率增大，影響用戶終端的接入。在用戶終端發(fā)射功率較小時(shí)，漏警概率會更大，而且在用戶終端發(fā)射功率稍大時(shí)，根據(jù)仿真結(jié)果，也會有一定的漏警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是提供一種檢測方法和檢測裝置，能夠較好的消除虛警，同時(shí)減少對用戶終端接入的影響。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的實(shí)施例是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明實(shí)施例提供一種檢測方法，包括計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較，若小于等于門限值，則記錄檢測到測距碼。
本發(fā)明實(shí)施例提供一種檢測裝置，包括計(jì)算單元，用于計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；比較單元，用于將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較；第一處理單元，用于比較單元比較的結(jié)果為所述比值小于等于門限值時(shí)，記錄檢測到測距碼。
從上述技術(shù)方案中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案是計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較，若小于等于門限值，則記錄檢測到測距碼。因?yàn)闇y距Range子載波里當(dāng)有Range碼時(shí)，功率值會較高，并且一般虛警概率不會隨信噪比變化，所以本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)這些特點(diǎn)，通過功率預(yù)檢測處理進(jìn)行碼檢測，可以較好的消除虛警，同時(shí)減少對用戶終端接入的影響。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)Range信道符號示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)采用時(shí)頻域碼檢測方法流程圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)正交頻分多址接入OFDMA符號結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例檢測方法流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種檢測方法，能夠較好的消除虛警，并最大程度的不影響用戶終端的接入。
前面已經(jīng)提到檢測過程涉及到3個(gè)概率虛警概率、漏警概率和檢測概率。這幾個(gè)概率的變化規(guī)律是1)漏警概率與檢測概率的和為1；2)漏警概率隨著信噪比的增強(qiáng)會越來越??；3)虛警概率不隨信噪比變化而變化。虛警和漏警是一對不可調(diào)和的矛盾。在一定信噪比和固定的碼檢測門限下，虛警概率較大時(shí)，則漏警概率必定較小；當(dāng)虛警概率較小時(shí)，則漏警概率較大。虛警對系統(tǒng)的帶寬分配和后續(xù)入網(wǎng)操作都會造成很大的影響。
本發(fā)明實(shí)施例更好的利用了正交頻分多址接入OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access)符號結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用功率檢測和碼檢測兩維檢測的方法來消除虛警，且對漏警概率的影響比較小。
本發(fā)明實(shí)施例仍以Wimax系統(tǒng)舉例說明但不局限于此，其他通信系統(tǒng)也可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例方法的原理進(jìn)行碼檢測。
請參閱圖3，是現(xiàn)有技術(shù)正交頻分多址接入OFDMA符號結(jié)構(gòu)示意圖。
從圖3可以看出，左右保護(hù)子載波帶里，不管用戶終端是否發(fā)送Range碼，此保護(hù)子載波帶都為噪聲或不可預(yù)知的帶外干擾，而中間劃斜線的測距Range子載波里當(dāng)有Range碼時(shí)，則功率值較高。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，本發(fā)明實(shí)施例在原有時(shí)頻域碼檢測方法的基礎(chǔ)上，增加了功率預(yù)檢測處理。
請參閱圖4，是本發(fā)明實(shí)施例檢測方法流程圖。該實(shí)施例中以10M子載波為例進(jìn)行說明。
如圖4所示，具體包括步驟步驟401、計(jì)算保護(hù)帶子載波的功率平均值；計(jì)算圖3中左保護(hù)帶64個(gè)子載波(0-63)與右保護(hù)帶(960-1023)的所有功率和。左右保護(hù)帶子載波數(shù)目共為128，所以將功率和除以128，得到平均值，記該平均值為A。計(jì)算時(shí)，每個(gè)點(diǎn)的功率即為該點(diǎn)的實(shí)部平方與虛部平方和。
步驟402、計(jì)算測距子載波的功率平均值；計(jì)算圖3中Range子載波上(0-63)和(80-143)上的子載波的所有功率和。左右Range子載波數(shù)目共為128，所以將功率和除以128，得到平均值，記該平均值為B。
需要說明的是，在步驟401和步驟402中，取左右子載波各取數(shù)目為64以及總數(shù)目為128是為了數(shù)字信號處理DSP器件實(shí)現(xiàn)方便，在定點(diǎn)化實(shí)現(xiàn)里經(jīng)常采用移位來達(dá)到乘除法的效果，而64和128均是2的冪，因而可以節(jié)約消耗資源，取其他數(shù)目也是可以的，只要滿足較多樣本點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)特性即可。
步驟403、計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；將步驟402得到的測距子載波的功率平均值B除以步驟401得到的保護(hù)帶子載波的功率平均值A(chǔ)，得到一個(gè)功率比值，記為C。
步驟404、將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較，若大于門限值，則進(jìn)入步驟405，若小于等于門限值，則進(jìn)入步驟406；將步驟403得到的功率比值C和功率比門限值相比，假設(shè)功率比門限值為10，若功率比值C大于10則進(jìn)入步驟405繼續(xù)后面的時(shí)頻域碼檢測處理，若功率比值C小于等于10則不再進(jìn)行后續(xù)的時(shí)頻域碼檢測處理，進(jìn)入步驟406直接記錄檢測到Range碼。
需要說明的是，門限值為10是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。在沒有碼信號時(shí)，功率比值C一般小于5，而存在碼信號時(shí)，功率比值C從10一直到上千都存在，因此可以取經(jīng)驗(yàn)值10但不局限于此。
步驟405、按現(xiàn)有的時(shí)頻域碼檢測方法處理；此時(shí)，可以按照現(xiàn)有技術(shù)中的時(shí)頻域碼檢測方法進(jìn)行處理，具體可以參閱圖2所示流程圖，此處不再詳述。
步驟406、記錄檢測到Range碼。
本發(fā)明實(shí)施例的檢測方法經(jīng)實(shí)際外場測試，效果較佳。假設(shè)信號樣本群由低信噪比信號(小于10db)、中信噪比(10db-20db)、高信噪比信號(大于20db)。請參閱表1測試結(jié)果的比較。

表1具體分析如下低信噪比群下，方案A和B中存在虛警概率，而漏警概率是隨著碼檢測門限成反比。采用方案A，有一定的虛警概率，有較大的漏警概率。采用方案B，虛警概率減小，但漏警概率接近1。采用方案C，虛警概率為0，通過功率檢測濾掉了全部信號，因此漏警概率接近1。在該樣本群里，采用方案A可能比較好，但由于在碼接入后續(xù)操作里還需要用正交相位鍵控QPSK方式來發(fā)送接入消息，對QPSK的解調(diào)門限較高，因此盡管方案A是相對較好，但直接使用方案C，影響也不大。
高信噪比群下，虛警概率都接近0，漏警概率本身就很低，三種方案都適用。功率檢測也會讓所有的高功率信號通過。
中信噪比群下，采用方案C即本發(fā)明實(shí)施例的檢測方法效果最好。采用方案A，檢測概率幾乎為1，但虛警仍然是不能消除；采用方案B，虛警概率減小，但又會增加漏警概率。采用方案C，在保證檢測概率的情況下，巧妙的利用了虛警概率不隨信噪比變化的特點(diǎn)以及存在碼信號時(shí)功率較高的結(jié)合點(diǎn)，將虛警概率降低到了接近0，并且漏警概率也接近0，因此效果最好。
綜合以上分析，本發(fā)明實(shí)施例的檢測方法在犧牲低信噪比信號接入概率的情況下，最大程度的降低了虛警概率，同時(shí)又不影響中高信噪比群用戶終端的接入。
上述內(nèi)容詳細(xì)介紹了本發(fā)明實(shí)施例檢測方法，相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種檢測裝置。
請參閱圖5，是本發(fā)明實(shí)施例檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
檢測裝置包括計(jì)算單元51、比較單元52和第一處理單元53。
計(jì)算單元51，用于計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值。
所述計(jì)算單元51包括第一計(jì)算單元511、第二計(jì)算單元512和第三計(jì)算單元513。
第一計(jì)算單元511，用于根據(jù)設(shè)定數(shù)目的保護(hù)帶子載波的功率和除以設(shè)定數(shù)目得到所述保護(hù)帶子載波的功率平均值。第一計(jì)算單元511首先計(jì)算左保護(hù)帶64個(gè)子載波(0-63)與右保護(hù)帶(960-1023)的所有功率和。左右保護(hù)帶子載波數(shù)目共為128。然后，第一計(jì)算單元511將功率和除以128，得到平均值，記該平均值為A。計(jì)算時(shí)，每個(gè)點(diǎn)的功率即為該點(diǎn)的實(shí)部平方與虛部平方和。
第二計(jì)算單元512，用于根據(jù)設(shè)定數(shù)目的測距子載波的功率和除以設(shè)定數(shù)目得到所述測距子載波的功率平均值。第二計(jì)算單元512首先計(jì)算測距Range子載波上(0-63)與(80-143)上的子載波的所有功率和。左右Range子載波數(shù)目共為128。然后，第二計(jì)算單元512將功率和除以128，得到平均值，記該平均值為B。
需要說明的是，第一計(jì)算單元511和第二計(jì)算單元512的計(jì)算過程中，取左右子載波各取數(shù)目為64以及總數(shù)目為128是為了DSP器件實(shí)現(xiàn)方便，在定點(diǎn)化實(shí)現(xiàn)里經(jīng)常采用移位來達(dá)到乘除法的效果，而64和128均是2的冪，因而可以節(jié)約消耗資源，取其他數(shù)目也是可以的，只要滿足較多樣本點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)特性即可。
第三計(jì)算單元513，用于計(jì)算第二計(jì)算單元512得出的測距子載波的功率平均值與第一計(jì)算單元511得出的保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值。第三計(jì)算單元513將第二計(jì)算單元512得出的測距子載波的功率平均值B與第一計(jì)算單元511得出的保護(hù)帶子載波的功率平均值A(chǔ)相除得到功率比值C。
比較單元52，用于將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較。比較單元52將第三計(jì)算單元513得到的功率比值C和功率比門限值相比?？梢约僭O(shè)功率比門限值為10。需要說明的是，門限值為10是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。在沒有碼信號時(shí)，功率比值C一般小于5，而存在碼信號時(shí)，功率比值C從10一直到上千都存在。因此可以取經(jīng)驗(yàn)值10但不局限于此。
第一處理單元53，用于比較單元52比較的結(jié)果為所述比值小于等于門限值時(shí)，記錄檢測到測距碼。
檢測裝置進(jìn)一步包括第二處理單元54。
第二處理單元54，用于比較單元52比較的結(jié)果為所述比值大于門限值時(shí)，采用現(xiàn)有的時(shí)頻域碼檢測處理方法。具體可以參閱圖2所示流程圖，此處不再詳述。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案是計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較，若小于等于門限值，則記錄檢測到測距碼。因?yàn)闇y距Range子載波里當(dāng)有Range碼時(shí)，功率值會較高，并且一般虛警概率不會隨信噪比變化，所以本發(fā)明實(shí)施例根據(jù)這些特點(diǎn)，通過功率預(yù)檢測處理進(jìn)行碼檢測，可以較好的消除虛警，同時(shí)減少對用戶終端接入的影響。另外，即使用戶終端缺乏比較完備的匹配辨認(rèn)機(jī)制，也不會造成用戶終端的參數(shù)誤調(diào)整，而高層器件例如CPU也就不需要花費(fèi)大部分時(shí)間處理虛警相關(guān)的消息了。
進(jìn)一步的，本發(fā)明實(shí)施例在功率預(yù)檢測處理時(shí)，若所述功率的比值大于預(yù)定的門限值，則繼續(xù)進(jìn)行時(shí)頻域碼檢測處理，從而達(dá)到更好的效果。隨著虛警的消除，控制平面對用戶終端進(jìn)行定位入網(wǎng)也更容易了。
以上對本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種檢測方法和檢測裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種檢測方法，其特征在于，包括計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較，若小于等于門限值，則記錄檢測到測距碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較時(shí)，若大于門限值，繼續(xù)進(jìn)行時(shí)頻域碼檢測處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測方法，其特征在于所述測距子載波的功率平均值具體為由設(shè)定數(shù)目的測距子載波的功率和除以設(shè)定數(shù)目得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于所述設(shè)定數(shù)目的測距子載波包括左右對稱的測距子載波。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測方法，其特征在于所述保護(hù)帶子載波的功率平均值具體為由設(shè)定數(shù)目的保護(hù)帶子載波的功率和除以設(shè)定數(shù)目得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于所述設(shè)定數(shù)目的保護(hù)帶子載波包括左右對稱的保護(hù)帶子載波。
7.一種檢測裝置，其特征在于，包括計(jì)算單元，用于計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；比較單元，用于將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較；第一處理單元，用于比較單元比較的結(jié)果為所述比值小于等于門限值時(shí)，記錄檢測到測距碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括第二處理單元，用于比較單元比較的結(jié)果為所述比值大于門限值時(shí)，進(jìn)行時(shí)頻域碼檢測處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的檢測裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括第一計(jì)算單元，用于根據(jù)設(shè)定數(shù)目的保護(hù)帶子載波的功率和除以設(shè)定數(shù)目得到所述保護(hù)帶子載波的功率平均值；第二計(jì)算單元，用于根據(jù)設(shè)定數(shù)目的測距子載波的功率和除以設(shè)定數(shù)目得到所述測距子載波的功率平均值；第三計(jì)算單元，用于計(jì)算第二計(jì)算單元得出的測距子載波的功率平均值與第一計(jì)算單元得出的保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測方法，包括計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較，若小于等于門限值，則記錄檢測到測距碼。相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種檢測裝置，包括計(jì)算單元，用于計(jì)算測距子載波的功率平均值與保護(hù)帶子載波的功率平均值的比值；比較單元，用于將所述比值與預(yù)定的門限值進(jìn)行比較；第一處理單元，用于比較單元比較的結(jié)果為所述比值小于等于門限值時(shí)，記錄檢測到測距碼。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案能夠較好的消除虛警，同時(shí)減少對用戶終端接入的影響。
文檔編號H04L27/26GK101083840SQ200710128449
公開日2007年12月5日 申請日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者戚玉鵬, 闕程晟, 王鵬, 鄭勐, 李瓊, 劉雪紅 申請人:華為技術(shù)有限公司