專利名稱：一種隨機接入信號的檢測方法、裝置及基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隨機接入信號的檢測方法、裝置及
基站O
背景技術(shù)：
長期演進(Long Term Evolution, LTE)是3G通信系統(tǒng)的演進,它發(fā)展并增強了3G的空中接入技術(shù)，采用正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)和多輸入多輸出(Multiple-1nput Multiple-Output, ΜΙΜΟ)作為其主要技術(shù)。LTE系統(tǒng)定義了頻分雙工(Frequency Division Duplexing,FDD)和時分雙工(Time DivisionDuplexing, TDD)兩種方式，在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。TDD-LTE由于無需成對的頻率，可以方便的配制在FDD-LTE系統(tǒng)所不易使用的零散頻段上，具有一定的頻譜靈活性，能有效地提高頻譜利用率。在TDD-LTE通信系統(tǒng)中，一個終端只有完成上行信道的時間同步后，才能被調(diào)度進行上行傳輸，初始同步過程中終端通過在物理隨機接入信道(Physical Random AccessChannel, PRACH)上發(fā)送前導序列，基站負責檢測該PRACH請求所攜帶的信息，以確定上行同步的定時調(diào)整量，并將其發(fā)射給終端，終端根據(jù)下發(fā)的定時調(diào)整量對上行發(fā)射數(shù)據(jù)時刻進行調(diào)整，從而實現(xiàn)上行信道的時間同步，這個過程通常被稱為隨機接入過程。第3 代伙伴項目(3rd Generation Partnership, 3GPP) LTE 協(xié)議中對 PRACH 的生成方式和發(fā)送方式做了規(guī)范，LTE中采用具有恒包絡(luò)零自相關(guān)的ZC(Zadoff-Chu)序列作為隨機接入的參考序列，基站和終端根據(jù)小區(qū)的系統(tǒng)廣播參數(shù)配置，從ZC序列中生成64個簽名序列，隨機訪問信道(Random Access Channel,RACH)首先由終端發(fā)起,終端從已生成的64個簽名序列中隨機選擇一個作為本次發(fā)送的基本序列。終端被選中的簽名序列從可選的頻域復用位置上隨機選擇一個并映射到該時頻資源塊上，產(chǎn)生前導序列并生成基帶信號進行發(fā)送?；拘枰獙RACH中的前導序列進行檢測，當檢測到前導序列時，認為有用戶接入，執(zhí)行后續(xù)用戶接入操作。現(xiàn)有技術(shù)中，對前導序列的檢測，常常結(jié)合與時域相關(guān)值峰值的最大值相關(guān)的門限值來檢測，例如申請?zhí)枮?00910158908.4的中國專利申請《基于隨機接入過程的檢測方法和檢測裝置》，公開了下述基于隨機接入過程的檢測方法:對接收到的RACH信號與本地根序列進行時域相關(guān)處理以獲取得多個RACH時域相關(guān)值序列；判斷各RACH時域相關(guān)值序列中每個搜索窗內(nèi)的相應(yīng)RACH時域相關(guān)值中的最大值是否大于第一檢測門限；當存在連續(xù)相鄰的若干個搜索窗都具有大于第一檢測門限的峰值時，判斷該峰值是否大于第二檢測門限，當判斷該峰值大于第二門限值時，將該峰值對應(yīng)的定時位置轉(zhuǎn)換為定時調(diào)整量，以提供上行同步時間信息。該發(fā)明使用了兩個門限，第一門限判斷噪聲使用的窗較短，不能準確反映噪聲大?。凰褂玫牡诙T限的大小與時域相關(guān)值峰值的最大值有關(guān)，當有多用戶同時接入時，若出現(xiàn)用戶沖突情況，即多于一個用戶使用相同的循環(huán)移位前綴碼在同一檢測窗出現(xiàn)，就極有可能出現(xiàn)其相關(guān)峰值重疊的情況，會導致門限值非正常的提高，若同一個檢測窗內(nèi)出現(xiàn)η個用戶重疊，門限值會非正常地則提高η陪，這樣，使用非正常提高后的門限值進行判決，將會漏檢部分相關(guān)峰值不高但本應(yīng)該檢出的用戶，導致系統(tǒng)接入性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種隨機接入信號的檢測方法、裝置及基站，用以解決現(xiàn)有隨機接入信號的檢測方法中，多用戶同時接入時，計算出的門限值非正常的提高導致漏檢的問題。本發(fā)明實施例提供的一種隨機接入信號的檢測方法，包括:對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列；根據(jù)提取的接收簽名序列和預(yù)先生成的無移位本地簽名序列，得到對應(yīng)的功率時延譜；對所述功率時延譜進行分窗，并根據(jù)系統(tǒng)能夠容忍的最小信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值；以最小容忍閥值為判決標準，分別判斷功率時延譜的每個窗中是否有用戶接入，并記錄有用戶接入的窗的位置并進行時延測量。本發(fā)明實施例提供的一種隨機接入信號的檢測裝置，包括:接收簽名序列提取單元，用于對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列；功率時延譜生成單元，用于根據(jù)提取的接收簽名序列和預(yù)先生成的無移位本地簽名序列，得到對應(yīng)的功率時延譜；最小容忍閥值生成單元，用于根據(jù)系統(tǒng)能夠容忍的最小信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值；用戶檢測單元，用于對所述功率時延譜進行分窗，并以最小容忍閥值為判決標準，分別判斷功率時延譜的每個窗中是否有用戶接入，并記錄有用戶接入的窗的位置并進行時延測量。本發(fā)明實施例提供的基站，包括本發(fā)明實施例提供的上述隨機接入信號的檢測裝置。本發(fā)明實施例提供的上述隨機接入信號的檢測方法、裝置及基站，該方法在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)能容忍的信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值，將該最小容忍閥值作為判決是否有用戶接入的門限值，由于該門限值能夠根據(jù)當前估計的噪聲動態(tài)變化，并且使用該門限值對功率時延譜中各窗功率值進行檢測時，該門限值與時域相關(guān)值峰值的最大值無關(guān)，避免了多個用戶處于同一個窗進行競爭接入時門限值的異常升高，導致用戶漏檢的問題，提高了隨機接入信號的檢測性能。


圖1為本發(fā)明實施例提供的隨機接入信號的檢測方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的提取接收簽名序列的具體實現(xiàn)流程圖3為本發(fā)明實施例提供的隨機接入信號的檢測方法的框圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的隨機接入信號的檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明實施例提供的隨機接入信號的檢測方法、裝置及基站的具體實施方式
進行說明。本發(fā)明實施例提供的一種隨機接入信號的檢測方法，如圖1所示，具體包括以下步驟:SlOl、對終端發(fā)送的PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列；S102、根據(jù)提取的接收簽名序列和預(yù)先生成的無移位本地簽名序列，得到對應(yīng)的功率時延譜；S103、對所述功率時延譜進行分窗，并根據(jù)系統(tǒng)能夠容忍的最小信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值；S104、以最小容忍閥值為判決標準，分別判斷功率時延譜的每個窗中是否有用戶接入，并記錄有用戶接入的窗的位置并進行時延測量。下面對上述各步驟的具體實現(xiàn)方式進行詳細的說明。上述步驟SlOl中，對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列，如圖2所示，具體通過下述步驟實現(xiàn):S201、對終端發(fā)送的物理隨機接入信道時域信號去除其循環(huán)前序(CyclicPrefix，CP)，得到時域擴展簽名序列；PRACH時域信號去除循環(huán)前序后，得到點數(shù)為KN點的時域擴展簽名序列，其中，N點為基站進行快速傅里葉變換/逆變換(FFT/IFFT)的點數(shù)，以IOM帶寬的OFDM系統(tǒng)為例，N = 1024。K為發(fā)送端過采樣系數(shù)，本實施例中例如K = 12，當然，K還采用其他數(shù)值。所得到的時域擴展簽名序列在頻域上包含了若干個正交的資源，每個資源包含了若干個用戶的簽名信息(即目標資源)。S202、對步驟S301得到的時域擴展簽名序列進行時域頻率移位操作；本步驟中，將時域擴展簽名序列中多個正交的資源中的目標資源，搬移至正頻帶的最低端。S203、對經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列進行降采樣操作，得到時域簽名序列；較佳地，本步驟S203中，降采樣操作依次分為濾波匹配、抗混疊濾波和抽取三個步驟。其中:執(zhí)行濾波匹配操作，即將經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列中，處于正頻帶的目標資源移位到處于中央對稱的正負頻帶位置；具體實施時，對進行時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列進行頻率補償，頻率補償大小為其所占帶寬的一半，即向負頻帶進行大小等于其帶寬一半的移位，使原來處于正頻帶的目標資源搬移到處于正負頻帶，且其頻譜關(guān)于直流對稱，這樣，濾波匹配后，目標資源的一半信號處于負頻帶、一半信號處于正頻帶。
執(zhí)行抗混疊濾波操作，即對經(jīng)過濾波匹配操作后的時域擴展簽名序列進行抗混疊雙邊帶濾波，得到時域重復簽名序列；執(zhí)行抽取操作，即對時域重復簽名序列，按設(shè)定間隔進行采樣，得到N點時域簽名序列。具體實施時，設(shè)定間隔K的值可等于12，N的值為1024。其采樣周期和采樣點的數(shù)量，可以根據(jù)系統(tǒng)的不同進行調(diào)整。在本發(fā)明實施例中，為了避免對時域擴展簽名序列直接進行采樣、抽取導致的信號混疊，影響最終的檢測性能的問題，在對時域擴展簽名序列進行采樣、抽取得到時域簽名序列的步驟之前，需要對其執(zhí)行時域頻率移位操作、濾波匹配操作，使得時域擴展簽名序列中處于正頻帶的目標資源移位到以中央對稱的正負頻帶的位置，這樣，對其抗混疊濾波操作時，目標資源會處于抗混疊的雙邊帶濾波器的通帶的中央，避免抗混疊濾波操作對時域擴展簽名序列的目標資源信息中的有用的前導信號帶來損失。S204、對時域簽名序列進行離散型傅里葉(DFT)變換，得到時域簽名序列對應(yīng)的頻域簽名序列；本步驟中，N點的時域簽名序列進行N點的DFT變換之后，得到N點的頻域簽名序列。S205、從頻域簽名序列中提取接收簽名序列。從頻域簽名序列中，提取位于頻帶中央部分的Nz。個數(shù)量的點，作為接收簽名序列。進一步地，如圖1所示的步驟S102中，首先根據(jù)接收簽名序列和無移位本地簽名序列，生成頻域相關(guān)序列；然后對生成的頻率相關(guān)序列進行頻域補零及逆離散型傅里葉變換(Discrete Fourier transform, IDFT)操作，得到N2個點的功率時延譜。其中:基站可以根據(jù)系統(tǒng)廣播參數(shù)配置，預(yù)先生成若干個根序列的無移位本地簽名序列。在LTE系統(tǒng)中，無移位本地簽名序列，可以是若干個根序列的無移位本地Zadoff-Chu序列的頻域形式，其長度為Nze個點。對長度均為Nz。的無移位本地簽名序列和接收簽名序列進行相關(guān)操作，即可得到頻率相關(guān)序列，具體的操作過程屬于現(xiàn)有技術(shù)的范疇，在此不再贅述。在具體實施時，IDFT操作可以采用逆快速傅里葉變換(Inverse fast Fouriertransform, IFFT)實現(xiàn)，IFFT 的點數(shù)為 N2，較佳地，N2 = 2048。進一步地，上述步驟S103中，對N2個點的功率時延譜進行分窗處理，每個窗的大小例如可以等于乂 xLivC5ZwzcJ ；其中:Ncs為不同移位版本的簽名序列之間的最小移位間隔，該參數(shù)可由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定。Nzc為前述接收簽名序列的點數(shù)。分窗處理之后，功率時延譜的每個窗，都分別對應(yīng)使用相同移位版本簽名序列的一個或若干個用戶。進一步地，上述步驟S103中，生成最小容忍閥值的過程如下:首先對功率時延譜所有功率點的功率值進行平均，得到第一平均噪聲功率值No1 ；確定噪聲門限α.No1 ；
α的作用是為了抑制某個概率的噪聲以避免引起虛警，較佳地，α的取值范圍為I 10 ;當α足夠高時，絕大部分噪聲能夠抑制，但是可能會帶來部分功率較小的用戶接入信號被抑制，導致漏檢；當α過小時，絕大部分用戶接入信號均能檢測到，但可能引入概率較小功率較大的噪聲，導致虛警。因此，Ct的取值應(yīng)當適中,較佳地，α的取值范圍為I 10;在具體實施時，α的具體取值可以采用系統(tǒng)仿真的方式確定；然后以α.No1作為噪聲門限，對功率時延譜中功率值在所述噪聲門限以下的各功率點的功率值進行平均，得到第二平均噪聲功率值No2 ；最后,使用下述公式計算最小容忍閥值Th:
權(quán)利要求
1.一種隨機接入信號的檢測方法，其特征在于，包括: 對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列； 根據(jù)提取的接收簽名序列和預(yù)先生成的無移位本地簽名序列，得到對應(yīng)的功率時延譜； 對所述功率時延譜進行分窗，并根據(jù)系統(tǒng)能夠容忍的最小信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值； 以最小容忍閥值為判決標準，分別判斷功率時延譜的每個窗中是否有用戶接入，并記錄有用戶接入的窗的位置并進行時延測量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，生成最小容忍閥值，具體包括: 對功率時延譜所有功率點的功率值進行平均，得到第一平均噪聲功率值No1 ； 確定噪聲門限α * No1 ； α的取值范圍為I 10 ; 以α.No1作為噪聲門限， 對功率時延譜中功率值在所述噪聲門限以下的各功率點的功率值進行平均，得到第二平 均噪聲功率值No2 ； 計算最小容忍閥值Th，其中，
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列，具體包括: 對終端發(fā)送的PRACH時域信號去除其循環(huán)前序，得到時域擴展簽名序列； 對所述時域擴展簽名序列進行時域頻率移位操作； 對經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列進行降采樣操作，得到時域簽名序列； 對所述時域簽名序列進行離散型傅里葉DFT變換，得到時域簽名序列對應(yīng)的頻域簽名序列； 從所述頻域簽名序列中提取接收簽名序列。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對所述時域擴展簽名序列進行時域頻率移位操作，包括: 將所述時域擴展簽名序列中多個正交的資源中的目標資源，搬移至正頻帶的最低端。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列進行降采樣操作，得到時域簽名序列，包括: 執(zhí)行濾波匹配操作，將經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列中，處于正頻帶的目標資源移位到處于中央對稱的正負頻帶位置； 執(zhí)行抗混疊濾波操作，對進行濾波匹配操作后的時域擴展簽名序列進行抗混疊雙邊帶濾波，得到時域重復簽名序列； 執(zhí)行抽取操作，對時域重復簽名序列，按設(shè)定間隔進行采樣，得到時域簽名序列。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，從所述頻域簽名序列中提取接收簽名序列，具體包括: 從頻域簽名序列中，提取位于頻帶中央部分的Nz。數(shù)量的點，作為接收簽名序列。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)提取的接收簽名序列和預(yù)先生成的無移位本地簽名序列，得到對應(yīng)的功率時延譜，包括: 根據(jù)所述接收簽名序列和所述無移位本地簽名序列，生成頻域相關(guān)序列； 對所述頻率相關(guān)序列進行頻域補零及逆離散型傅里葉變換IDFT操作，得到功率時延-1'TfeP曰。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述以最小容忍閥值Th為標準，判斷每個窗是否有用戶接入，包括: 針對功率時延譜的每個窗，判斷該窗內(nèi)是否存在大于所述最小容忍閥值Th的功率點，若存在，則認為該窗內(nèi)有用戶接入；否則，則認為該窗內(nèi)沒有用戶接入。
9.一種隨機接入信號的檢測裝置，其特征在于，包括: 接收簽名序列提取單元，用于對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列； 功率時延譜生成單元，用于根據(jù)提取的接收簽名序列和預(yù)先生成的無移位本地簽名序列，得到對應(yīng)的功率時延譜； 最小容忍閥值生成單元，用于根據(jù)系統(tǒng)能夠容忍的最小信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值； 用戶檢測單元，用于對所述功率時延譜進行分窗，并以最小容忍閥值為判決標準，分別判斷功率時延譜的每個 窗中是否有用戶接入，并記錄有用戶接入的窗的位置并進行時延測量。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述最小容忍閥值生成單元，具體用于對功率時延譜所有功率點的功率值進行平均，得到第一平均噪聲功率值No1 ;確定噪聲門限α.No1 ； α的取值范圍為I 10;以α.No1作為噪聲門限，對功率時延譜中功率值在所述噪聲門限以下的各功率點的功率值進行平均，得到第二平均噪聲功率值No2;以及計算最小容忍閥值Th，其中
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述接收簽名序列提取單元，具體用于對終端發(fā)送的物理隨機接入信道時域信號去除其循環(huán)前序，得到時域擴展簽名序列；對所述時域擴展簽名序列進行時域頻率移位操作；對經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列進行降采樣操作，得到時域簽名序列；對所述時域簽名序列進行離散型傅里葉DFT變換，得到時域簽名序列對應(yīng)的頻域簽名序列；從所述頻域簽名序列中提取接收簽名序列。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述接收簽名序列提取單元，具體用于將所述時域擴展簽名序列中多個正交的資源中的目標資源，搬移至正頻帶的最低端。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述接收簽名序列提取單元，具體用于執(zhí)行濾波匹配操作，將經(jīng)過時域頻率移位操作后的時域擴展簽名序列中，處于正頻帶的目標資源移位到處于中央對稱的正負頻帶位置；執(zhí)行抗混疊濾波操作，對進行濾波匹配操作后的時域擴展簽名序列進行抗混疊雙邊帶濾波，得到時域重復簽名序列；然后執(zhí)行抽取操作，對時域重復簽名序列，按設(shè)定間隔進行采樣，得到時域簽名序列。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述接收簽名序列提取單元，具體用于從頻域簽名序列中，提取位于頻帶中央部分的Nz。數(shù)量的點，作為接收簽名序列。
15.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述功率時延譜生成單元，具體用于根據(jù)所述接收簽名序列和所述無移位本地簽名序列，生成頻域相關(guān)序列；對所述頻率相關(guān)序列進行頻域補零及逆離散型傅里葉變換IDFT操作，得到功率時延譜。
16.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述用戶檢測單元，具體用于針對功率時延譜的每個窗，判斷該窗內(nèi)是否存在大于所述最小容忍閥值Th的功率點，若存在，則認為該窗內(nèi)有用戶接入；否則，則認為該窗內(nèi)沒有用戶接入。
17.—種基站，其特征在于，所述基站包括如權(quán)利要求9-16任一項所述的隨機接入信號的檢測裝置。`
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種隨機接入信號的檢測方法、裝置及基站，對終端發(fā)送的物理隨機接入信道PRACH時域信號進行處理，提取接收簽名序列；根據(jù)提取的接收簽名序列和無移位本地簽名序列，得到功率時延譜；對功率時延譜進行分窗，并根據(jù)系統(tǒng)能夠容忍的最小信噪比以及功率時延譜中功率在噪聲門限下各功率點的功率的平均值，生成最小容忍閥值；以最小容忍閥值為判決標準，分別判斷功率時延譜的每個窗中是否有用戶接入，并記錄有用戶接入的窗的位置并進行時延測量。本發(fā)明解決了現(xiàn)有隨機接入信號的檢測方法中，多用戶同時接入時，計算出的門限值非正常的提高導致漏檢的問題。
文檔編號H04W24/00GK103108338SQ20111036038
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者陳立俊, 鄧單 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司