專利名稱：多天線測(cè)距的檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波接入全球互通(WorldwideInteroperability for Microwave Access，簡(jiǎn)稱為WiMAX)系統(tǒng)，尤其涉及一種多天線測(cè)距(Ranging)的檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
WiMAX是一種基于標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入技術(shù)，能夠提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接， 其數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，提供固定、移動(dòng)、便攜形式的無線寬帶連接，使城區(qū)以及城市之間形成“城城地帶 (MetroZones) ”，為用戶提供便攜的室外寬帶無線接入。Ranging是移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station,簡(jiǎn)稱為MS，即，用戶終端)和基站(Base Mation，簡(jiǎn)稱為BS)之間用于保證鏈路通信的一組操作。WiMAX系統(tǒng)中的Ranging的主要功能有網(wǎng)絡(luò)初始接入、網(wǎng)絡(luò)再接入、切換過程中的關(guān)聯(lián)處理、頻偏估計(jì)調(diào)整、定時(shí)估計(jì)、功率控制調(diào)整、登記等。在WiMAX系統(tǒng)中，在上行分配的Ranging子信道上發(fā)送Ranging碼，Ranging碼采用二相相移鍵控(Binary Phase Shift Keying，簡(jiǎn)稱為BPSK)方式調(diào)制在Ranging信道的子載波上面，每個(gè)子載波調(diào)制一個(gè)比特，每個(gè)比特以子載波頻率遞增的次序映射到相應(yīng)的子載波上，即，最低索引的比特調(diào)制在最低頻率索引的子載波上，最高索引的比特調(diào)制在最高索引的子載波上。其中，Ranging信道可以由一組或者多組6個(gè)相鄰的子信道構(gòu)成， Ranging可以分為初始Ranging和周期Ranging。圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的初始Ranging符號(hào)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，初始 Ranging用于用戶站(Subscriber Mation，簡(jiǎn)稱為SS)在開機(jī)進(jìn)行初始接入、失同步以及硬切換后開始的Ranging處理。其中，一個(gè)初始Ranging的發(fā)送可以在兩個(gè)連續(xù)的符號(hào)間完成，每個(gè)符號(hào)期間，Ranging信道上發(fā)送相同的Ranging碼，且兩個(gè)符號(hào)之間保持連續(xù)的相位。圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的周期Ranging符號(hào)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，周期Ranging 用于SS進(jìn)行周期性的參數(shù)校正，其中，調(diào)整參數(shù)包括時(shí)間、頻率和功率。在相關(guān)技術(shù)中，Ranging的檢測(cè)技術(shù)有(1)時(shí)域相關(guān)法將頻域中的碼變換到時(shí)域中，與接收到的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行碼片的滑動(dòng)相關(guān)計(jì)算，即
2
Symlen-Ipower(J) = max( ^ r(n + Ifcj (I))
i=0其中，Cj(l) (1 =0，1，2，...，P-1)為第j個(gè)碼變換到時(shí)域之后的樣點(diǎn)，r(l)為接收到的時(shí)域信號(hào)，P為可能發(fā)送的碼字個(gè)數(shù)，Symlen為信號(hào)長(zhǎng)度，power (j)為第j個(gè)碼的功率。若求出的峰值功率大于閾值，則認(rèn)為有Ranging碼被檢出。(2)頻域相關(guān)法將接收到的數(shù)據(jù)先進(jìn)行FFT變換到頻域，然后從中取出Ranging 子信道中所有載波的值和所有可能的用戶碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，之后進(jìn)行IFFT變換，即N-IM 二 YjCkYk Qxp(2;gk(m -τ0)/N)
k=0其中，Ck為當(dāng)前碼向量的第k個(gè)值，^t為某一個(gè)Ranging子信道可能的碼向量在第k個(gè)載波上的頻域發(fā)送信號(hào)，N為符號(hào)長(zhǎng)度，M為當(dāng)前碼字C和Ranging載波數(shù)據(jù)Y相關(guān)后的結(jié)果，τ C1為時(shí)間延時(shí)。再進(jìn)行峰值功率和均值功率的求解，若峰均比(峰值功率和均值功率的比值)大于一定的閾值，則認(rèn)為有Ranging碼被檢出。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在上述的相關(guān)技術(shù)中，時(shí)域相關(guān)法復(fù)雜度過高，需要 TXNXNXP(N為符號(hào)長(zhǎng)度，P為碼字個(gè)數(shù)，T為天線數(shù))次復(fù)數(shù)乘運(yùn)算。頻域相關(guān)法抗干擾能力較差，且由于該算法采用直接相加的方式進(jìn)行天線合并，算法性能也較差，此外，其可以支持的覆蓋范圍僅限于20公里以內(nèi)，不能滿足當(dāng)下用戶的覆蓋需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種多天線Ranging的檢測(cè)方案，以至少解決上述相關(guān)技術(shù)中Ranging檢測(cè)方法復(fù)雜度高以及抗干擾能力差的問題之一。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多天線測(cè)距Ranging的檢測(cè)方法。根據(jù)本發(fā)明的多天線測(cè)距Ranging的檢測(cè)方法包括以下步驟根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的 Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及將多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，并根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。進(jìn)一步地，將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘之前，該方法還包括按照不同符號(hào)的分配權(quán)值對(duì)接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成特定的Ranging載波數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，與接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的初始Ranging碼采用4個(gè)符號(hào)發(fā)送。進(jìn)一步地，在載波間隔為Tile間隔的情況下，根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)包括根據(jù)不同的Tile間隔從Ranging載波中提取相應(yīng)的Tile對(duì)，再由Tile對(duì)得到多個(gè)載波對(duì)。進(jìn)一步地，根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率包括將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘乘積中具有相同載波間隔的值合并后經(jīng)過快速傅里葉變換FFT，并根據(jù) FFT運(yùn)算后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。進(jìn)一步地，根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率之后，該方法還包括在確定當(dāng)前碼碼字的峰均比超過第一閾值的情況下，判斷峰值功率與當(dāng)前Ranging區(qū)域中除當(dāng)前碼之外的所有本地碼的峰值功率和的比值是否超過第二閾值；若超過第二閾值，則判定當(dāng)前碼為需要檢測(cè)的Ranging碼，其中，峰均比為當(dāng)前碼碼字的峰值功率與當(dāng)前碼碼字的均值功率的比值。進(jìn)一步地，判定當(dāng)前碼為需要檢測(cè)的Ranging碼之后，該方法還包括按照不同符號(hào)下接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)的峰值功率的比例關(guān)系，調(diào)整與當(dāng)前碼碼字對(duì)應(yīng)的峰值位
5置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種多天線測(cè)距Ranging 的檢測(cè)裝置。根據(jù)本發(fā)明的多天線測(cè)距Ranging的檢測(cè)裝置，包括提取模塊，用于根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；差分模塊，用于將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及求解功率模塊，用于將多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，并根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。進(jìn)一步地，差分模塊包括生成單元，用于按照不同符號(hào)的分配權(quán)值對(duì)接收到的 Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成特定的Ranging載波數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，提取模塊還用于根據(jù)不同的Tile間隔從Ranging載波中提取相應(yīng)的 Tile對(duì)，再由Tile對(duì)得到多個(gè)載波對(duì)。通過本發(fā)明，采用多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘的方式，解決了相關(guān)技術(shù)中Ranging檢測(cè)方法復(fù)雜度高以及抗干擾能力差的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和性能，提高了用戶體驗(yàn)。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的初始Ranging符號(hào)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的周期Ranging符號(hào)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多天線Ranging的檢測(cè)方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多天線Ranging的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多天線Ranging的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多天線差分原理的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的載波Tile的劃分、Tile對(duì)及Tile間隔的提取的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的Tile內(nèi)部的載波間隔提取的示意圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的Ranging超遠(yuǎn)覆蓋算法實(shí)現(xiàn)的流程圖。
具體實(shí)施例方式下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。在本實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種多天線Ranging的檢測(cè)方法，圖 3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多天線Ranging的檢測(cè)方法的流程圖，如圖3所示，該方法包括以下步驟步驟S302，根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；步驟S304，將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及步驟S306，將多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，并根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。通過上述步驟，采用多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘的方式， 解決了相關(guān)技術(shù)中Ranging檢測(cè)方法復(fù)雜度高以及抗干擾能力差的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和性能，提高了用戶體驗(yàn)。例如，本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)可以是本地用戶碼根據(jù)多個(gè)載波對(duì)生成的差分?jǐn)?shù)據(jù)。優(yōu)選地，在步驟S304中，將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘之前，可以按照不同符號(hào)的分配權(quán)值對(duì)接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成特定的Ranging載波數(shù)據(jù)。在具體實(shí)施過程中，采用多符號(hào)Ranging發(fā)送時(shí)，Ranging檢測(cè)時(shí)只用到一個(gè)符號(hào)的信息量，即，通過不同符號(hào)的權(quán)值分配，對(duì)多符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)合并。例如，采用兩符號(hào) Ranging發(fā)送時(shí)，符號(hào)1和符號(hào)2的載波數(shù)據(jù)分別為S1和S2，兩符號(hào)權(quán)值分別為P1和P2, 加權(quán)后合并后的用于Ranging處理的符號(hào)數(shù)據(jù)(即，特定的Ranging載波數(shù)據(jù))為S = ΡΛ+Ρ2&。這樣綜合了多符號(hào)的信息，提高了 Ranging數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和算法的檢測(cè)性能。優(yōu)選地，與接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的初始Ranging碼可以采用4個(gè)符號(hào)發(fā)送。例如，初始Ranging采用4符號(hào)發(fā)送，可以實(shí)現(xiàn)40公里的超遠(yuǎn)覆蓋，即，當(dāng)有超遠(yuǎn)覆蓋需求時(shí)，初始Ranging可以采用4符號(hào)發(fā)送。這樣，可以提高基站的覆蓋范圍和資源的利用率。優(yōu)選地，在步驟S302中，在載波間隔為Tile間隔的情況下，可以根據(jù)不同的Tile 間隔從Ranging載波中提取相應(yīng)的Tile對(duì)，再由Tile對(duì)得到多個(gè)載波對(duì)。該方法通過Tile 對(duì)的提取完成載波對(duì)的提取，減少了系統(tǒng)的運(yùn)算量，提高了系統(tǒng)的運(yùn)算效率，降低了算法的復(fù)雜度。優(yōu)選地，在步驟S306中，可以將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘乘積中具有相同載波間隔的值合并后經(jīng)過快速傅里葉變換FFT，并根據(jù)FFT運(yùn)算后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。該方法可以提高算法的精確度。優(yōu)選地，在步驟S306之后，在確定當(dāng)前碼碼字的峰均比超過第一閾值的情況下， 判斷峰值功率與當(dāng)前Ranging區(qū)域中除所述當(dāng)前碼之外的所有本地碼的峰值功率和的比值是否超過第二閾值；若超過第二閾值，則判定當(dāng)前碼為需要檢測(cè)的Ranging碼，其中，峰均比為當(dāng)前碼碼字的峰值功率與當(dāng)前碼碼字的均值功率的比值。該方法通過兩次閾值比較，提高了碼字的檢測(cè)率。優(yōu)選地，在步驟S306之后，可以按照不同符號(hào)下接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)的峰值功率的比例關(guān)系，調(diào)整與當(dāng)前碼碼字對(duì)應(yīng)的峰值位置(即，時(shí)偏值)。該方法可以使時(shí)偏值更精準(zhǔn)，提高了系統(tǒng)的性能。例如，可以對(duì)當(dāng)前碼碼字對(duì)應(yīng)的峰值位置進(jìn)行調(diào)整，從而得出當(dāng)前檢測(cè)出的 Ranging碼的時(shí)偏值。需要說明的是，在具體實(shí)施過程中，可以結(jié)合上述多個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，例如，將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，形成單天線的載波數(shù)據(jù)差分后數(shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線個(gè)數(shù)，對(duì)單天線的載波數(shù)據(jù)差分后數(shù)據(jù)進(jìn)行多天線合并，生成合并后的載波數(shù)據(jù)差分后數(shù)據(jù)；同樣，根據(jù)多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前用戶碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，形成用戶碼差分后數(shù)據(jù)，之后將合并后的載波數(shù)據(jù)差分后數(shù)據(jù)和用戶碼差分后數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，生成需要的差分處理數(shù)據(jù)；再將具有相同載波間隔的載波對(duì)的差分處理數(shù)據(jù)進(jìn)行累加，生成N點(diǎn)差分處理后序列，其中，N為載波間隔的個(gè)數(shù)； 最后，對(duì)生成的N點(diǎn)差分后序列進(jìn)行FFT變換，并當(dāng)前碼字的均值功率和峰值功率。對(duì)應(yīng)于上述的方法，在本實(shí)施例中還提供了一種多天線Ranging的檢測(cè)裝置，圖4 是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多天線Ranging的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示，該裝置包括 提取模塊42、差分模塊44和求解功率模塊46，下面對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。提取模塊42，用于根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；差分模塊44，耦合至提取模塊42，用于將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及求解功率模塊46，耦合至差分模塊44，用于將多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，并根據(jù)所述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。通過上述裝置，采用多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘的方式， 解決了相關(guān)技術(shù)中Ranging檢測(cè)方法復(fù)雜度高以及抗干擾能力差的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和性能，提高了用戶體驗(yàn)。圖5是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多天線Ranging的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖5 所示，差分模塊44包括生成單元442，用于按照不同符號(hào)的分配權(quán)值對(duì)接收到的Ranging 載波數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成特定的Ranging載波數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，提取模塊42還用于根據(jù)不同的Tile間隔從Ranging載波中提取相應(yīng)的 Tile對(duì)，再由Tile對(duì)得到多個(gè)載波對(duì)。該方法可以減少系統(tǒng)的運(yùn)算量。優(yōu)選地，該裝置還包括碼字檢測(cè)模塊48，耦合至求解功率模塊46，用于當(dāng)前 Ranging碼字的檢出和時(shí)偏修正。在具體實(shí)施過程中，為了檢測(cè)出當(dāng)前Ranging碼字可以設(shè)置兩個(gè)閾值。例如，在確定當(dāng)前碼碼字的峰均比超過第一閾值的情況下，碼字檢測(cè)模塊48判斷當(dāng)前碼碼字的峰值功率與當(dāng)前Ranging區(qū)域中除所述當(dāng)前碼之外的所有本地碼的峰值功率和的比值是否超過第二閾值；若超過第二閾值，則判定當(dāng)前碼為需要檢測(cè)的Ranging碼，其中，峰均比為當(dāng)前碼碼字的峰值功率與當(dāng)前碼碼字的均值功率的比值。該方法通過兩次閾值比較，提高了碼字的檢測(cè)率。優(yōu)選地，碼字檢測(cè)模塊48還用于按照不同符號(hào)下接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)的峰值功率的比例關(guān)系，調(diào)整與當(dāng)前碼碼字對(duì)應(yīng)的峰值位置(即，時(shí)偏值)。該方法可以使時(shí)偏值更精準(zhǔn)，提高了系統(tǒng)的性能。以下各個(gè)實(shí)施例結(jié)合了上述優(yōu)選的實(shí)施方式。實(shí)施例一在本實(shí)施例中，提供了一種WiMAX系統(tǒng)中多天線測(cè)距的檢測(cè)方法，該方法包括如下步驟
步驟1，初始Ranging采用4符號(hào)發(fā)送，以實(shí)現(xiàn)40公里的超遠(yuǎn)覆蓋。因?yàn)镈i= [( τ 夕11· 2Mhz) μ s*3X108m/s]/2，其中，τ i 為 Ranging 檢測(cè)中的時(shí)偏定位，Di為根據(jù)當(dāng)前時(shí)偏計(jì)算出的終端和基站間的距離，所以，由該公式可以看出，基站的覆蓋范圍和Ranging碼支持的時(shí)偏有關(guān)。例如，現(xiàn)有的算法中通常采用的兩符號(hào)發(fā)送，當(dāng)帶寬為IOM時(shí)，可支持的時(shí)偏范圍為(-511，1536)，根據(jù)如上公式計(jì)算可知，當(dāng)前算法最多可以支持20公里覆蓋范圍。而本發(fā)明采用了初始Ranging的4符號(hào)發(fā)送，則最大可支持時(shí)偏范圍可以為(-511,3584)，同樣，由該公式可知，本發(fā)明實(shí)施例中算法的覆蓋范圍可擴(kuò)展至 40公里，從而實(shí)現(xiàn)基站40公里的超遠(yuǎn)覆蓋。同時(shí)，4符號(hào)的Ranging碼發(fā)送，有向下兼容特性，兼顧了 20公里和40公里覆蓋的基站功能。在沒有超遠(yuǎn)覆蓋需求時(shí)，會(huì)只對(duì)Ranging 的前兩個(gè)符號(hào)信息進(jìn)行20公里的覆蓋需求，當(dāng)有超遠(yuǎn)覆蓋需求時(shí)，會(huì)繼續(xù)對(duì)后兩個(gè)符號(hào)進(jìn)行處理，這種動(dòng)態(tài)處理方法，增加了算法的靈活性，避免了非超遠(yuǎn)覆蓋時(shí)基站過多的功率損
^^ ο步驟2，在充分考慮了信道特性的基礎(chǔ)上，單天線數(shù)據(jù)的差分處理和多天線合并， 可以增強(qiáng)算法的抗干擾能力。圖6是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的多天線差分原理的示意圖。在具體實(shí)施過程中，可以假定Yk為某一個(gè)Ranging子信道可能的碼向量在第k 個(gè)載波上的頻域發(fā)送信號(hào)，Hk是第k個(gè)載波的信道特性(即，信道的頻率響應(yīng))，時(shí)間延遲為％ (時(shí)間延遲τ ^對(duì)應(yīng)到頻域上是一個(gè)相位的旋轉(zhuǎn))，那么第k個(gè)載波上接收到的頻域信號(hào)為YkHk exp&jZJikAf、)。同理，Ylrtl*某一個(gè)Ranging子信道可能的碼向量在第k+n個(gè)載波上的頻域發(fā)送信號(hào)(其中，η為相應(yīng)的載波間隔)，Hlrtl是第k+n個(gè)載波的信道特性(即，信道的頻率響應(yīng))，時(shí)間延遲為τ”那么第k+n個(gè)載波上接收到的頻域信號(hào)為 Yk+nHk+n exp H2 Ji (k+n) Δ f τ )。H | = 1，相鄰載波上的 Ranging 信息共軛為 YkHk exp H2 JIkAfx0) *Yk+nHk+n exp H 2 Ji (k+n) Afx1)* = HkHk+n*YkYk+n*eXp (-j2 Ji η Δ f ( τ 0-τ ))，由上式可以看出，計(jì)算的結(jié)果可分為三部分，其中，YkYk+: GxpH^3InAf(T0-T1))為接收到的Ranging信息共軛相乘值，HkHk+n*為相鄰載波信道特性的共軛值，由于|H| = 1，所以，不同載波上的信道特性只體現(xiàn)在虛部，共軛處理抑制了不同信道的信道特性對(duì)Ranging 數(shù)據(jù)造成的干擾。由仿真結(jié)果顯示，隨著天線數(shù)目的增加，算法性能會(huì)得到更大提升。步驟3，充分利用WiMAX系統(tǒng)中子信道的Tile結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了差分法的提取載波對(duì)的方法，減少了計(jì)算量，提高了算法效率。以帶寬為IOM的系統(tǒng)為例，在IOM個(gè)載波中，Ranging的有效載波只有144個(gè)，但載波對(duì)的提取需要遍歷所有載波，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，有效計(jì)算率不足1 %。所以，本實(shí)施例中充分利用了 Ranging載波中Tile內(nèi)部載波的連續(xù)性以及只有144個(gè)有效Ranging載波的特點(diǎn)，只對(duì)144個(gè)載波進(jìn)行兩兩比較。圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的載波Tile的劃分、Tile對(duì)及Tile間隔的提取的示意圖，圖8是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的Tile內(nèi)部的載波間隔提取的示意圖，如圖7和8 所示，只對(duì)Ranging有效Tile的間隔進(jìn)行比較，根據(jù)得到的Tile間隔，完成載波對(duì)的提取， 即，通過設(shè)定一定的載波間隔K，對(duì)Ranging載波進(jìn)行共軛載波對(duì)提取。如圖6所示，根據(jù)提取的載波對(duì)，先對(duì)每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，然后再對(duì)相同載波間隔的Tile對(duì)結(jié)果進(jìn)行乘累加。最后，對(duì)經(jīng)過差分運(yùn)算法的單天線數(shù)據(jù)進(jìn)行相加合并，完成多天線合并處理。
步驟4，多符號(hào)Ranging數(shù)據(jù)的加權(quán)合并，提高了 Ranging數(shù)據(jù)的利用率。在具體實(shí)施過程中，有別于其它算法中單獨(dú)采用第二個(gè)符號(hào)信息進(jìn)行Ranging處理的方法，本實(shí)施例Ranging檢測(cè)時(shí)，只用到一個(gè)符號(hào)的信息量，即，多符號(hào)Ranging發(fā)送時(shí)，通過不同符號(hào)的權(quán)值分配，對(duì)多符號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)合并，以兩符號(hào)為例，設(shè)符號(hào)1和符號(hào)2的載波數(shù)據(jù)分別為S1和&，兩符號(hào)權(quán)值分別為P1和P2，加權(quán)后合并后的用于Ranging 處理的符號(hào)數(shù)據(jù)為S = P1SJPjy多符號(hào)數(shù)據(jù)加權(quán)合并，避免了單獨(dú)使用一個(gè)符號(hào)上數(shù)據(jù)的片面性，綜合多符號(hào)信息，提高Ranging數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)提高了算法的檢測(cè)性能?？梢姡緦?shí)施例中初始Ringing采用4個(gè)符號(hào)發(fā)送，能夠支持大于40公里的超遠(yuǎn)覆蓋；通過差分合并，提供了一種高性能的天線合并方法，且考慮了接收信號(hào)的信道沖擊響應(yīng)H(W)，而不是簡(jiǎn)單的作為1 ；充分利用WiMAX系統(tǒng)中子信道的Tile結(jié)構(gòu)及子載波上的信息量，提高了載波數(shù)據(jù)信息的利用率，簡(jiǎn)化了處理步驟；經(jīng)過多符號(hào)數(shù)據(jù)的加權(quán)合并，提高了 Ranging載波數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。實(shí)施例二以具體應(yīng)用為例，詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施中多天線Ranging的檢測(cè)方法。假設(shè)WiMAX 系統(tǒng)一個(gè)符號(hào)的子載波個(gè)數(shù)是IOM，Ranging信道占用六個(gè)子信道，共有144個(gè)Ranging子信道，初始Ranging采用2符號(hào)實(shí)現(xiàn)，超遠(yuǎn)覆蓋的初始Ranging采用4符號(hào)是實(shí)現(xiàn)。圖9是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的Ranging超遠(yuǎn)覆蓋算法實(shí)現(xiàn)的流程，如圖9所示， 該方法包括以下步驟步驟S902，解信道化，提取Ranging子載波。根據(jù)802. 16e協(xié)議中的解旋轉(zhuǎn)，從分配的Ranging子信道中進(jìn)行Ranging載波提取。步驟S904，Ranging共軛Tile對(duì)提取。例如，Ranging共占用了 144個(gè)子載波，36 個(gè)Tile，根據(jù)步驟S902中的載波提取結(jié)果，遍歷Ranging的36個(gè)Tile，記錄每一個(gè)共軛 Tile對(duì)和其對(duì)應(yīng)的Tile間隔k。步驟S906，產(chǎn)生本地用戶碼及本地用戶碼的差分處理。例如，產(chǎn)生當(dāng)前用戶碼Cm, j,每個(gè)用戶碼共144Bit，其中，m為第m個(gè)用戶碼，j為第j個(gè)Bit。根據(jù)步驟S904中Tile 對(duì)，對(duì)當(dāng)前本地碼進(jìn)行差分處理，生成本地碼差分后結(jié)果LocCodeDiffResult。步驟S908，Ranging載波數(shù)據(jù)的差分處理。在具體實(shí)施過程中，可以根據(jù)不同符號(hào)的權(quán)值分配，進(jìn)行Ranging碼的合并，生成用于處理的Ranging載波數(shù)據(jù)Sk，其中， k為載波序號(hào)。根據(jù)步驟S904中提取的Tile對(duì)，對(duì)Ranging載波數(shù)據(jù)&進(jìn)行單天線差分處理和多天線相加合并，處理原理如圖6所示，生成Ranging載波數(shù)據(jù)的差分后結(jié)果 RngDataDiffResult0步驟S910，F(xiàn)FT處理。例如，將步驟S906產(chǎn)生的生成本地碼差分后結(jié)果 LocCodeDiffResult 和步驟 S908 中 Ranging 載波數(shù)據(jù)差分后的結(jié)果 IingDataDiffResult 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，將乘積中具有相同載波間隔的數(shù)據(jù)合并后進(jìn)行FFT處理。步驟S912，求解峰值功率和均值功率。例如，根據(jù)步驟S910中的處理結(jié)果，生成當(dāng)前碼碼字的均值功率Pavg和峰值功率Ppeak,并記錄相應(yīng)的峰值位置Pp。s。步驟S914，門限比較。在具體實(shí)施過程中，這里可以包括兩次門限比較，S卩，峰均比門限比較和峰值功率門限比較。其中，峰均比門限比較是Ranging碼的初篩選。例如，求取
10P
當(dāng)前碼的峰值功率Ppeak和均值功率Pavg的比值R1，即代=Tffi然后和指定門限T1 (S卩，第一
閾值)進(jìn)行比較，若R1 > T1，則通過第一次門限比較。在所有碼字(即，最后一個(gè)碼字)經(jīng)過第一次門限比較后，求取當(dāng)前碼字的峰值功率Ppeak和當(dāng)前Ranging區(qū)域中的所有本地碼 (當(dāng)前碼字除外)的峰值功率和Psum的比值R2,將比值&與第二次檢測(cè)門限T2 ( S卩，第二閾值)做比較，若& > R2，則可以確定當(dāng)前碼即為要檢測(cè)的Ranging碼。需要說明的是，這里有別于原有算法的一次門限比較，本發(fā)明實(shí)施例中采用二次門限比較的方法，是考慮了一個(gè)二維的概念，即，時(shí)間偏置方面和碼字偏置。一次門限是在實(shí)踐偏置上求取最大值，二次門限檢測(cè)是在碼字偏置一維進(jìn)行碼字的篩選。通過二維碼子篩選，從而提高碼字的檢測(cè)率。步驟S916，計(jì)算出Ranging碼，求解Ranging碼的時(shí)偏。通過不同符號(hào)的峰值功率比較，根據(jù)求取的Ranging碼，求解其時(shí)偏值。例如，根據(jù)原始接收到的Ranging數(shù)據(jù)分別求取第一個(gè)符號(hào)和第二個(gè)符號(hào)上的峰值功率P1和P2,再根據(jù)求取P1和P2的比例關(guān)系，對(duì)當(dāng)前碼對(duì)應(yīng)的Pp。s進(jìn)行修正，求取正確的時(shí)偏值。綜上所述，通過上述實(shí)施例，采用多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘的方式，解決了相關(guān)技術(shù)中Ranging檢測(cè)方法復(fù)雜度高以及抗干擾能力差的問題，減少了系統(tǒng)的運(yùn)算量，增強(qiáng)了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和性能，提高了用戶體驗(yàn)。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多天線測(cè)距Ranging的檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；將與所述多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將所述單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及將所述多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，并根據(jù)所述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將與多個(gè)所述載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的所述特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘之前，還包括按照不同符號(hào)的分配權(quán)值對(duì)接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成所述特定的 Ranging載波數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，與所述接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的初始Ranging碼采用4個(gè)符號(hào)發(fā)送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述載波間隔為Tile間隔的情況下，根據(jù)不同的所述載波間隔從所述Ranging載波中提取所述多個(gè)載波對(duì)包括根據(jù)不同的所述Tile間隔從所述Ranging載波中提取相應(yīng)的Tile對(duì)，再由所述Tile 對(duì)得到所述多個(gè)載波對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取所述當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率包括將所述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘乘積中具有相同所述載波間隔的值合并后經(jīng)過快速傅里葉變換 FFT,并根據(jù)FFT運(yùn)算后的結(jié)果求取所述當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取所述當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率之后，還包括在確定所述當(dāng)前碼碼字的峰均比超過第一閾值的情況下，判斷所述峰值功率與當(dāng)前 Ranging區(qū)域中除所述當(dāng)前碼之外的所有本地碼的峰值功率和的比值是否超過第二閾值；若超過所述第二閾值，則判定所述當(dāng)前碼為需要檢測(cè)的Ranging碼，其中，所述峰均比為所述當(dāng)前碼碼字的峰值功率與所述當(dāng)前碼碼字的均值功率的比值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，判定所述當(dāng)前碼為需要檢測(cè)的Ranging碼之后，還包括按照不同符號(hào)下接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)的峰值功率的比例關(guān)系，調(diào)整與所述當(dāng)前碼碼字對(duì)應(yīng)的峰值位置。
8.一種多天線測(cè)距Ranging的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括提取模塊，用于根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；差分模塊，用于將與所述多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將所述單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及求解功率模塊，用于將所述多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘， 并根據(jù)所述點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述差分模塊包括生成單元，用于按照不同符號(hào)的分配權(quán)值對(duì)接收到的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成所述特定的Ranging載波數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述提取模塊還用于根據(jù)不同的所述 Tile間隔從所述Ranging載波中提取相應(yīng)的Tile對(duì)，再由所述Tile對(duì)得到所述多個(gè)載波對(duì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線測(cè)距的檢測(cè)方法及裝置，該方法包括以下步驟根據(jù)不同的載波間隔從Ranging載波中提取多個(gè)載波對(duì)；將與多個(gè)載波對(duì)中每個(gè)載波對(duì)對(duì)應(yīng)的特定的Ranging載波數(shù)據(jù)進(jìn)行共軛相乘，得到單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)使能天線的個(gè)數(shù)將單天線差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行合并，生成多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)；以及將多天線差分?jǐn)?shù)據(jù)和本地用戶碼差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘，并根據(jù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘后的結(jié)果求取當(dāng)前碼碼字的均值功率和峰值功率。通過本發(fā)明增強(qiáng)了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和性能，提高了用戶體驗(yàn)。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102468889SQ201010536049
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者李鵬飛, 魯志兵 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司