專利名稱：Lte前導(dǎo)信號的檢測方法、裝置及基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理技術(shù)，尤其涉及LTE前導(dǎo)信號的檢測方法、裝置及基站。
背景技術(shù)：
LTE (Long Term Evolution)是第 4 代移動通信技術(shù)，是 UMTS (Universal MobileTelecommunications System,通用移動通信系統(tǒng))的長期演進(jìn)。LTE的目標(biāo)是實現(xiàn)下行峰值傳輸速率大于100Mbit/s，峰值頻譜效率大于5bit/s/Hz，上行峰值傳輸速率大于50Mbit/s，峰值頻譜效率大于2. 5bit/s/Hz。為了達(dá)到這個目標(biāo)，LTE使用了 3項基本技術(shù)多載波技術(shù)，多天線技術(shù)和無線接口中分組交換技術(shù)的應(yīng)用。LTE 的下行多載波技術(shù)是0FDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用)，對頻率選擇型寬帶信道劃分為重疊但是正交的非頻率性選擇窄帶信道，這就避免了需要利用保護(hù)帶寬來分隔載波，使得OFDM系統(tǒng)具有較高的頻譜利用率。為了避免過高的峰均比，LTE的上行多址接入選擇了單載波頻分多址(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA)方案。所以 LTE 所有上行信道的數(shù)據(jù)塊都需要先利用離散傅里葉變換擴(kuò)展OFDM ( Discrete Fourier Transform -Spread OFDM)映射到頻域子載波，然后才通過 IFFT (inverse fast Fourier transform,快速反傅里葉變換)生成時域符 號。在上行鏈路中，PRACH信道是用于在用戶開機(jī)后或者失去上行同步后進(jìn)行的隨機(jī)接入過程。在進(jìn)行隨機(jī)接入過程中，用戶在小區(qū)廣播中得到本小區(qū)的前導(dǎo)配置索引，然后計算出前導(dǎo)集合，再隨機(jī)選取分配給隨機(jī)接入的時頻資源和隨機(jī)選取前導(dǎo)序列來進(jìn)行接入?；驹诟鱾€分配給隨機(jī)接入的時頻資源中不斷的檢測前導(dǎo)信號的存在，如果存在則分辨出不同用戶的前導(dǎo)信號和計算出用戶的時延，再將這些參數(shù)通過下行共享信道的隨機(jī)接入響應(yīng)反饋給用戶，從而實現(xiàn)上行同步。前導(dǎo)信號使用的是ZC (Zadoff-Chu)序列，ZC序列是恒幅零自相關(guān)序列(CAZAC, Constant Amplitude Zero Auto-correlation Code)中的一種，其相同根的不同循環(huán)移位版本之間的相關(guān)性為0，不同根序列的相關(guān)性是(Nzc) _1/2，所以不同根序列的相關(guān)性也是很小的，通過ZC序列的不同根的不同移位版本的相關(guān)結(jié)果可以分辨出不同的用戶的
前導(dǎo)信號。在3GPP的LTE協(xié)議中，對前導(dǎo)信號的檢測作出性能指標(biāo)的規(guī)定，由虛警率和誤警率來表征。虛警率的定義是，在用戶沒有發(fā)送前導(dǎo)的情況下，基站卻檢出前導(dǎo)存在的概率。誤警率的定義是在用戶發(fā)送了前導(dǎo)，但是基站沒有檢測出前導(dǎo)，或者沒有檢測出正確的前導(dǎo)索引號，或者對用戶時延計算結(jié)果超過一定范圍。協(xié)議要求虛警率要低于千分之一，誤警率要低于百分之一?，F(xiàn)有的前導(dǎo)信號的檢測方法，通常是對時域的相關(guān)序列劃出一條門限，然后對目標(biāo)用戶的觀察窗進(jìn)行觀察，如果目標(biāo)用戶的觀察窗中的信號存在超過門限的采樣點(diǎn)，則認(rèn)為存在前導(dǎo)信號，并且根據(jù)超過門限的采樣點(diǎn)計算出目標(biāo)用戶的時延。
由于協(xié)議對誤警率，虛警率的要求嚴(yán)格，而現(xiàn)有技術(shù)單純地依靠設(shè)定一條門限對觀察窗進(jìn)行監(jiān)測是難以滿足協(xié)議的要求的。如果該門限設(shè)定過高，容易出現(xiàn)誤警，反之，如果該門限設(shè)定過低，則容易出現(xiàn)虛警。再者，現(xiàn)有技術(shù)沒有充分考慮到噪聲帶來的影響，容易將信道噪聲誤判為前導(dǎo)信號，造成誤警或虛警。因此，現(xiàn)有技術(shù)的前導(dǎo)信號檢測方法抗噪能力弱，難以保障協(xié)議對誤警率，虛警率的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 LTE前導(dǎo)信號的檢測方法、裝置及基站，能夠提高前導(dǎo)信號的檢測性能，增加前導(dǎo)信號檢測的準(zhǔn)確性。本發(fā)明提供了一種LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，包括
將時序相關(guān)序列的平均功率加上預(yù)設(shè)值，獲得初始噪聲門限；
檢測到當(dāng)前觀察窗中存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍，計算有用信號的功率；
當(dāng)所述有用信號的功率大于預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號。 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，包括
噪聲門限設(shè)定單元，用于將時序相關(guān)序列的平均功率加上預(yù)設(shè)值，獲得初始噪聲門
限；
與所述噪聲門限設(shè)定單元相連的第一判決單元，用于檢測到當(dāng)前觀察窗中存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，判定所述當(dāng)前觀察窗滿足第一判決條件；
與所述第一判決單元相連的功率計算單元，用于對滿足所述第一判決條件的觀察窗，根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍，計算有用信號的功率；與所述功率計算單元相連的第二判決單元，用于檢測到所述有用信號的功率不大于所述預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種基站，包括如前所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置。實施本發(fā)明，具有如下有益效果
首先，本發(fā)明通過先劃出初始噪聲信號，再排除可能存在前導(dǎo)信號的區(qū)域的干擾，從而能對隨機(jī)接入信號的相關(guān)序列進(jìn)行更加準(zhǔn)確的噪聲門限的計算。其次，本發(fā)明通過對可能存在的前導(dǎo)信號的范圍的有效的確定，能夠更準(zhǔn)確的收集可能存在的前導(dǎo)信號的功率，從而能對當(dāng)前觀察窗進(jìn)行更加準(zhǔn)確的有用信號的計算，增設(shè)一個有用信號的門限。最后，本發(fā)明還結(jié)合初始噪聲門限和有用信號門限，更加準(zhǔn)確地判斷前導(dǎo)信號的存在，從而使得系統(tǒng)的誤警率和虛警率更加低，更容易達(dá)到協(xié)議規(guī)定的要求。


圖1是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測方法的流程圖2是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測方法的計算有用信號的功率流程圖；圖3是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測方法的實施例流程圖4是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置的示意圖5是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置的功率計算單元的示意圖；圖6是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置的實施例示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明一種LTE前導(dǎo)信號的檢測方法的流程5101:將時序相關(guān)序列的平均功率加上預(yù)設(shè)值，獲得初始噪聲門限；
5102:檢測當(dāng)前觀察窗中是否存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)；
當(dāng)存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，轉(zhuǎn)入步驟S103 ;當(dāng)不存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，轉(zhuǎn)入步驟S106 ；
5103:根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍，計算有用信號的功率；
5104:判斷有用信號的功率是否大于預(yù)設(shè)的有用功率門限；
當(dāng)判定所述有用信號的功率大于預(yù)設(shè)的有用功率門限時，轉(zhuǎn)入步驟S105 ;當(dāng)判定所述有用信號的功率不大于預(yù)設(shè)的有用功率門限時，轉(zhuǎn)入步驟S106 ；
5105:判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號；
5106:判定所述當(dāng)前觀察窗不存在前導(dǎo)信號。在隨機(jī)接入流程中，基站在各個分配給隨機(jī)接入的時頻資源中，對接收信號進(jìn)行傅里葉變換到頻域，與基站本地的根序列的頻域版本進(jìn)行復(fù)共軛點(diǎn)乘，再反傅里葉變換到時域，得到時域的相關(guān)序列。對時域的相關(guān)序列進(jìn)行平均功率mean_power的計算,計算公式為
權(quán)利要求
1.一種LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于，包括 將時序相關(guān)序列的平均功率加上預(yù)設(shè)值，獲得初始噪聲門限； 檢測到當(dāng)前觀察窗中存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍，計算有用信號的功率； 當(dāng)所述有用信號的功率大于預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于 當(dāng)不存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，或者，當(dāng)所述有用信號的功率不大于所述預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗不存在前導(dǎo)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍的步驟，具體包括 在超過所述噪聲門限的采樣點(diǎn)當(dāng)中，以最大值的采樣點(diǎn)為中心，預(yù)設(shè)值range為半徑，確定有用信號的采樣范圍； 當(dāng)所述有用信號的采樣范圍超出當(dāng)前觀察窗的時域采樣序列范圍時，對于小于所述時域采樣序列范圍的部分進(jìn)行循環(huán)左移，對于大于所述時域采樣序列范圍的部分進(jìn)行循環(huán)右移。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于，所述計算有用信號的功率的步驟，具體包括 計算落入所述采樣范圍之內(nèi)的采樣點(diǎn)的總功率range_power和噪聲功率noise_power ； 從所述總功率range_power中扣除所述噪聲功率noise_power,獲取有用信號的功率useful_power。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于，計算落入所述采樣范圍之內(nèi)的采樣點(diǎn)的噪聲功率noise_power的步驟,還包括 計算落在所述采樣范圍之外的采樣點(diǎn)的噪聲功率mean_noise ； 將所述噪聲功率mean_noise乘以所述采樣范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)量N_range,獲取噪聲功率 noise_power。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或5所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于，在所述判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號的步驟之后，還包括 記錄所述當(dāng)前觀察窗的前導(dǎo)索引和時延。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測方法，其特征在于，在所述判定所述當(dāng)前觀察窗不存在前導(dǎo)信號的步驟之后，或者在所述記錄所述當(dāng)前觀察窗的前導(dǎo)索引和時延的步驟之后，還包括 當(dāng)所述當(dāng)前觀察窗不是當(dāng)前根序列下的最后一個觀察窗時，根據(jù)所述初始噪聲門限，檢測下一個觀察窗中是否存在超過所述噪聲門限的采樣點(diǎn)； 當(dāng)所述當(dāng)前觀察窗是當(dāng)前根序列下的最后一個觀察窗時，上報所記錄到的前導(dǎo)索引和時延。
8.—種LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于，包括 噪聲門限設(shè)定單元，用于將時序相關(guān)序列的平均功率加上預(yù)設(shè)值，獲得初始噪聲門限； 與所述噪聲門限設(shè)定單元相連的第一判決單元，用于檢測到當(dāng)前觀察窗中存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，判定所述當(dāng)前觀察窗滿足第一判決條件； 與所述第一判決單元相連的功率計算單元，用于對滿足所述第一判決條件的觀察窗，根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍，計算有用信號的功率；與所述功率計算單元相連的第二判決單元，用于檢測到所述有用信號的功率不大于所述預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于 所述第一判決單元，還用于當(dāng)不存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，判定所述當(dāng)前觀察窗不存在前導(dǎo)信號； 所述第二判決單元，還用于當(dāng)所述有用信號的功率不大于所述預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗不存在前導(dǎo)信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于，所述功率計算單元包括 與所述第一判決單元相連的范圍確定單元，用于在超過所述噪聲門限的采樣點(diǎn)當(dāng)中，以最大值的采樣點(diǎn)為中心，預(yù)設(shè)值range為半徑，確定有用信號的采樣范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于，所述功率計算單元還包括 與所述范圍確定單元相連的域內(nèi)總功計算單元，用于計算落入所述采樣范圍之內(nèi)的采樣點(diǎn)的總功率range_power ； 與所述范圍確定單元相連的域內(nèi)噪聲計算單元，用于計算落入所述采樣范圍之內(nèi)的采樣點(diǎn)的噪聲功率noise_power ； 與所述域內(nèi)總功計算單元、所述域內(nèi)噪聲計算單元分別相連的有用功率計算單元，用于從所述總功率range_power中扣除所述噪聲功率noise_power,獲取有用信號的功率useful—power。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于，所述域內(nèi)噪聲計算單元包括 域外噪聲計算單元，用于計算落在所述采樣范圍之外的采樣點(diǎn)的噪聲功率mean_noise ； 與所述域外噪聲計算單元相連的噪聲估計單元，用于將所述噪聲功率mean_noise乘以所述采樣范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)量N_range,獲取噪聲功率noise_power。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12任一項所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于，還包括 與所述第二判決單元相連的時延計算單元，用于在判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號之后，記錄所述當(dāng)前觀察窗的前導(dǎo)索引和時延。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置，其特征在于，還包括 與所述第一判決單元、第二判決單元、時延計算單元分別相連的窗口判定單元，用于在判定所述當(dāng)前觀察窗不存在前導(dǎo)信號之后，或者在記錄所述當(dāng)前觀察窗的前導(dǎo)索引和時延之后，檢測當(dāng)前觀察窗是否為當(dāng)前根序列下的最后一個觀察窗；所述第一判決單元，還用于當(dāng)所述當(dāng)前觀察窗不是當(dāng)前根序列下的最后一個觀察窗時，根據(jù)所述初始噪聲門限，檢測下一個觀察窗中是否存在超過所述噪聲門限的采樣點(diǎn)；與所述窗口判決單元、所述時延計算單元分別相連的上報單元，用于當(dāng)所述當(dāng)前觀察窗是當(dāng)前根序列下的最后一個觀察窗時，上報所記錄到的前導(dǎo)索引和時延。
15.一種LTE前導(dǎo)信號的檢測基站，其特征在于，包括如權(quán)利要求8至14任一項所述的LTE前導(dǎo)信號的檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了LTE前導(dǎo)信號的檢測方法、裝置及基站。該方法包括將時序相關(guān)序列的平均功率加上預(yù)設(shè)值，獲得初始噪聲門限；檢測到當(dāng)前觀察窗中存在超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)時，根據(jù)超過所述初始噪聲門限的采樣點(diǎn)，確定有用信號的采樣范圍，計算有用信號的功率；當(dāng)所述有用信號的功率大于預(yù)設(shè)的有用功率門限時，判定所述當(dāng)前觀察窗存在前導(dǎo)信號。采用本發(fā)明，可以結(jié)合初始噪聲門限和有用信號門限，更加準(zhǔn)確地判斷前導(dǎo)信號的存在，從而使得系統(tǒng)的誤警率和虛警率更低，更容易達(dá)到協(xié)議規(guī)定的要求。
文檔編號H04W24/00GK103037392SQ201110292779
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者刁穗東 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司