專利名稱：一種用于lte系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到無線通信領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明是針對(duì)第三代移動(dòng)通信長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱3G LTE)中的隨機(jī)接入檢測(cè)方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在LTE(Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)中，隨機(jī)接入技術(shù)是用戶設(shè)備(UserEquipment, UE)接入控制的一項(xiàng)重要技術(shù)，是用戶設(shè)備用來進(jìn)行上行定時(shí)同步的。在LTE系統(tǒng)中用戶設(shè)備通過在物理隨機(jī)接入信道(Physical Random AccessChannel, PRACH)上發(fā)送隨機(jī)接入信道(Random Access Channel, RACH), RACH 信道中米用Zadoff-Chu (ZC)序列的循環(huán)移位作為前導(dǎo)序列(Preamble),基站(eNodeB)檢測(cè)UE發(fā)送RACH信道中的Preamble后將檢測(cè)到的上行同步提前量等信息發(fā)送給UE，UE通過收到的上行同步提前量來完成上行同步，上行同步提前量是由于UE發(fā)送無線信號(hào)的往返傳輸時(shí)延導(dǎo)致的。在這個(gè)過程中涉及到eNodeB檢測(cè)UE發(fā)送Preamble的過程，在LTE系統(tǒng)中RACH信道采用ZC序列的循環(huán)移位作為Preamble序列，由于ZC序列具有在序列的循環(huán)自相關(guān)點(diǎn)上除了在起始點(diǎn)有峰值外，其他點(diǎn)上都是零值的特點(diǎn)，因此在接收端基站一般采用在頻域相關(guān)的方法來實(shí)現(xiàn)在RACH信道上對(duì)Preamble進(jìn)行檢測(cè)。在LTE系統(tǒng)中每個(gè)小區(qū)中有64個(gè)可用的前導(dǎo)。一個(gè)小區(qū)中的64個(gè)前導(dǎo)序列集合首先通過邏輯索引為RACH_R00T_SEQUENCE的根ZC序列按照循環(huán)移位增加的順序產(chǎn)生所有的循環(huán)移位序列，如果64個(gè)前導(dǎo)序列不能由I個(gè)根ZC序列產(chǎn)生，那么由后續(xù)的邏輯索引的根序列產(chǎn)生直到產(chǎn)生了 64個(gè)前導(dǎo)序列。對(duì)接收端只需要檢測(cè)每條根序列，就可以得到該根序列下的所有使用的循環(huán)移位的檢測(cè)信息。ZC序列不同的循環(huán)移位就會(huì)在不同的檢測(cè)窗中進(jìn)行檢測(cè)。在高速移動(dòng)的場(chǎng)景下，多普勒頻移會(huì)相應(yīng)增大，需要ZC序列有足夠的對(duì)抗頻偏的能力。已知ZC序列的表達(dá)式 Xu (η)為:^ (β) =，O < η < Nzc-1 (I)其中u表示物理根序列，Nzc表示ZC序列的長(zhǎng)度，在3GPP協(xié)議中規(guī)定Nze為839，xu(η)表示ZC序列的第η點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值。du對(duì)應(yīng)ZC序列在多普勒頻移為一個(gè)單位子載間隔時(shí)(3GPP協(xié)議規(guī)定PRACH上一個(gè)單位子載波間隔為1250Hz)產(chǎn)生的循環(huán)移位，那么在循環(huán)移位整數(shù)du之后，得到:
Γ π ,( π.υ.(η + 0 + , +1))x(n +<,) = exp - j--^~^——2~_
INzc J
, π-u-/1-(/1 + 1)) f π.u.d■ (d +1)1 ( 2.π.υ. ,..ηΛιθ\
= exp - j---- -exp - j--f-~2——.exp - j--—~w
V^ZC J IZC J V2C J
,、 f 2.π’u’d■ n'=C ^se-Xll (n)-Qxp - j----1Nzc J
其中，Xu(η)表示ZC序列
權(quán)利要求
1.一種用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟一，將接收到的RACH信號(hào)進(jìn)行頻移，將每根接收天線上接收到的RACH信號(hào)搬移到以直流子載波為中心的帶寬上，得到頻移后的RACH信號(hào)； 步驟二，對(duì)步驟一所得頻移后的RACH信號(hào)經(jīng)過降采樣，將RACH信號(hào)的采樣率降至包含RACH帶寬的采樣頻率，得到降采樣后的數(shù)據(jù)； 步驟三，對(duì)步驟二所得降采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT變換，將降采樣后的數(shù)據(jù)使用N點(diǎn)DFT轉(zhuǎn)換到頻域，得到經(jīng)過DFT轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，N為預(yù)設(shè)參數(shù)； 步驟四，對(duì)步驟三所得經(jīng)過DFT轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，包括用由小區(qū)配置的邏輯根序列查表得到物理根序列，根據(jù)物理根序列生成本地根序列的頻域序列,用生成的本地根序列的頻域序列與步驟三所得經(jīng)過DFT轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果; 步驟五，對(duì)步驟四所得相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行K點(diǎn)IDFT運(yùn)算，得到時(shí)域的相關(guān)值，K為預(yù)設(shè)參數(shù)；步驟六，對(duì)步驟五所得時(shí)域的相關(guān)值經(jīng)過功率延時(shí)譜處理，計(jì)算出RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜；所述功率延時(shí)譜處理是對(duì)時(shí)域的相關(guān)值進(jìn)行求模和平方操作； 步驟七，對(duì)步驟六所得RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜進(jìn)行峰值檢測(cè)，包括確定UE使用的Preamble序列的循環(huán)移位,并檢測(cè)2個(gè)最大的峰值； 步驟八，進(jìn)行頻偏估計(jì)，包括根據(jù)步驟五所得時(shí)域的相關(guān)值，對(duì)步驟七檢測(cè)出來的最大峰值的位置取出該位置上的時(shí)域的相關(guān)值，并對(duì)該位置上時(shí)域的相關(guān)值求出相位，估計(jì)出頻偏值f ;步驟九，進(jìn)行時(shí)偏估計(jì)，包括根據(jù)步驟八所估計(jì)出的頻偏值和步驟七檢測(cè)2個(gè)最大的峰值所得結(jié)果，估計(jì)出RACH信號(hào)的時(shí)偏，得到上行同步提前量。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，其特征在于:步驟七中檢測(cè)2個(gè)最大的峰值實(shí)現(xiàn)方式如下， 根據(jù)對(duì)步驟六所得RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜和預(yù)設(shè)的峰值檢測(cè)門限進(jìn)行檢測(cè)，找出功率延時(shí)譜中的最大值并記為A ； 如果該最大值A(chǔ)沒有超過峰值檢測(cè)門限，則沒有檢測(cè)出峰值； 如果該最大值A(chǔ)超過峰值檢測(cè)門限，則檢測(cè)出第I個(gè)峰值，記為峰值I ;檢測(cè)出第I個(gè)峰值后將功率延時(shí)譜中第I個(gè)峰值和該峰值兩邊各m個(gè)值賦值為O，然后找出處理后的功率延時(shí)譜中的最大值并記為B，m為預(yù)設(shè)參數(shù)； 如果該最大值B超過峰值檢測(cè)門限則為檢測(cè)出的第2個(gè)峰值，記為峰值2 ； 如果該最大值B沒有超過峰值檢測(cè)門限，步驟六所得RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜中只能檢測(cè)出I個(gè)峰值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，其特征在于:步驟九中所述根據(jù)步驟八所估計(jì)出的頻偏值和步驟七檢測(cè)2個(gè)最大的峰值所得結(jié)果，估計(jì)出RACH信號(hào)的時(shí)偏，得到上行同步提前量，實(shí)現(xiàn)方式如下， 首先確定主峰，確定方式如下， 當(dāng)只能檢測(cè)出I個(gè)峰值時(shí)，該峰值即為主峰； 當(dāng)檢測(cè)出2個(gè)峰值時(shí)，(1)當(dāng)頻偏估計(jì)值為正頻偏時(shí)，如果2個(gè)峰值之間的間隔為
4.一種用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括以下模塊， 頻移模塊，用于將接收到的RACH信號(hào)進(jìn)行頻移，將每根接收天線上接收到的RACH信號(hào)搬移到以直流子載波為中心的帶寬上，得到頻移后的RACH信號(hào)； 降采樣模塊，用于將頻移模塊所得頻移后的RACH信號(hào)經(jīng)過降采樣，將RACH信號(hào)的采樣率降至包含RACH帶寬的采樣頻率，得到降采樣后的數(shù)據(jù)； DFT模塊，用于對(duì)降采樣模塊所得降采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT變換，將降采樣后的數(shù)據(jù)使用N點(diǎn)DFT轉(zhuǎn)換到頻域，得到經(jīng)過DFT轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，N為預(yù)設(shè)參數(shù)； 相關(guān)檢測(cè)模塊，用于對(duì)DFT模塊所得經(jīng)過DFT轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，包括用由小區(qū)配置的邏輯根序列查表得到物理根序列，根據(jù)物理根序列生成本地根序列的頻域序列，用生成的本地根序列的頻域序列與DFT模塊所得經(jīng)過DFT轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果； IDFT模塊，用于對(duì)相關(guān)檢測(cè)模塊所得相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行K點(diǎn)IDFT運(yùn)算，得到時(shí)域的相關(guān)值，K為預(yù)設(shè)參數(shù)； 功率延時(shí)譜計(jì)算模塊，用于對(duì)IDFT模塊所得時(shí)域的相關(guān)值經(jīng)過功率延時(shí)譜處理，計(jì)算出RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜；所述功率延時(shí)譜處理是對(duì)時(shí)域的相關(guān)值進(jìn)行求模和平方操作；峰值檢測(cè)模塊，用于對(duì)功率延時(shí)譜計(jì)算模塊所得RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜進(jìn)行峰值檢測(cè)，包括確定UE使用的Preamble序列的循環(huán)移位,并檢測(cè)2個(gè)最大的峰值； 頻偏估計(jì)模塊，用于進(jìn)行頻偏估計(jì)，包括根據(jù)IDFT模塊所得時(shí)域的相關(guān)值，對(duì)峰值檢測(cè)模塊檢測(cè)出來的最大峰值的位置取出該位置上的時(shí)域的相關(guān)值，并對(duì)該位置上時(shí)域的相關(guān)值求出相位，估計(jì)出頻偏值f ; 時(shí)偏估計(jì)模塊，用于進(jìn)行時(shí)偏估計(jì)，包括根據(jù)頻偏估計(jì)所估計(jì)出的頻偏值和峰值檢測(cè)模塊檢測(cè)2個(gè)最大的峰值所得結(jié)果，估計(jì)出RACH信號(hào)的時(shí)偏，得到上行同步提前量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:峰值檢測(cè)模塊檢測(cè)2個(gè)最大的峰值實(shí)現(xiàn)方式如下，根據(jù)對(duì)功率延時(shí)譜計(jì)算模塊所得RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜和預(yù)設(shè)的峰值檢測(cè)門限進(jìn)行檢測(cè)，找出功率延時(shí)譜中的最大值并記為A ； 如果該最大值A(chǔ)沒有超過峰值檢測(cè)門限，則沒有檢測(cè)出峰值； 如果該最大值A(chǔ)超過峰值檢測(cè)門限，則檢測(cè)出第I個(gè)峰值，記為峰值I ;檢測(cè)出第I個(gè)峰值后將功率延時(shí)譜中第I個(gè)峰值和該峰值左右兩邊各m個(gè)值賦值為O，然后找出處理后的功率延時(shí)譜中的最大值并記為B，m為預(yù)設(shè)參數(shù)； 如果該最大值B超過峰值檢測(cè)門限則為檢測(cè)出的第2個(gè)峰值，記為峰值2 ； 如果該最大值B沒有超過峰值檢測(cè)門限，步驟六所得RACH信號(hào)的功率延時(shí)譜中只能檢測(cè)出I個(gè)峰值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:時(shí)偏估計(jì)模塊根據(jù)頻偏估計(jì)所估計(jì)出的頻偏值和峰值檢測(cè)模塊檢測(cè)2個(gè)最大的峰值所得結(jié)果，估計(jì)出RACH信號(hào)的時(shí)偏，得到上行同步提前量的實(shí)現(xiàn)方式如下， 首先確定主峰，確定方式如下， 當(dāng)只能檢測(cè)出I個(gè)峰值時(shí)，該峰值即為主峰； 當(dāng)檢測(cè)出2個(gè)峰值時(shí)， (1)當(dāng)頻偏估計(jì)值為正頻偏時(shí)，如果2個(gè)峰值之間的間隔為#，那么距離y軸最近的峰值即為主峰；如果2個(gè)峰值之間的間隔為1- —^，那么距離y軸最遠(yuǎn)的峰值即為主 Nzc峰； (2)當(dāng)頻偏估計(jì)值為負(fù)頻偏時(shí)，如果2個(gè)峰值之間的間隔為^，那么距離y軸最遠(yuǎn) Nzc U的峰值即為主峰；如果2個(gè)峰值之間的間隔為1- —^，那么距離y軸最近的峰值即為主峰； Jl V ]\f X T 然后根據(jù)主峰在X軸上的值η計(jì)算出上行同步提前量= ^， 人 其中，du表示ZC序列在多普勒頻移為一個(gè)單位子載間隔時(shí)產(chǎn)生的循環(huán)移位，Nz。表示ZC序列的長(zhǎng)度，Np表示PRACH經(jīng)過IDFT處理后在時(shí)域上的長(zhǎng)度，Ts表示基本的時(shí)間單元。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于LTE系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法和系統(tǒng)，特別適用于小區(qū)大范圍覆蓋下高速移動(dòng)環(huán)境的隨機(jī)接入的檢測(cè)；通過利用ZC序列的相關(guān)性估計(jì)出一個(gè)頻偏值，根據(jù)估計(jì)的頻偏值和峰值檢測(cè)得到的2個(gè)峰值的大小和位置關(guān)系估計(jì)出上行同步提前量。本發(fā)明在大范圍覆蓋的小區(qū)內(nèi)能支持高速移動(dòng)UE的隨機(jī)接入，準(zhǔn)確檢測(cè)出UE發(fā)送的Preamble索引和上行同步提前量。一般情況下在高速移動(dòng)的環(huán)境能夠支持小區(qū)最大半徑為33km，本發(fā)明可以支持小區(qū)半徑最大為103km。
文檔編號(hào)H04W74/08GK103079227SQ20131004538
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者李琳, 王俊, 管鮑 申請(qǐng)人:武漢郵電科學(xué)研究院