CN102204389A - 上行随机接入信号的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种上行随机接入信号的处理方法及装置，涉及通信领域，可以对上行随机接入信号进行最大信噪比检测。本发明的方法包括：接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号；对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致；对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。本发明实施例主要用于对上行随机接入信号的检测过程中。

Description

上行随机接入信号的处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种上行随机接入信号的处理方法及装置。

背景技术

随机接入是UE(User Equipment，用户设备)在开始和网络通信之前的接入过程。非同步随机接入是当UE尚未和系统取得上行同步或丢失上行同步时的接入过程。当UE进行非同步随机接入时，需要基站估计、调整UE上行发送时钟，估计出同步误差，并将误差控制在CP(Cyclic Prefix，循环前缀)长度以内。

目前利用UE上行随机接入信号估计同步误差的方法主要有两种：

第一种，对上行随机接入信号，在时域上截取一定长度的信号，把截取的信号经FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)变换至频域，对得到的信号做检测和上行同步时间误差的估计。该方法有如下缺点：没有充分利用协议框架下的信号符号结构进行信号能量合并检测，只取得了一个信号周期，而利用一个信号周期的信号能量进行检测和同步误差的估计，抗干扰能力和解调门限较差。

第二种，对上行重复的随机接入信号的重复部分采用非相干功率合并，之后对非相干功率合并之后的信号进行检测和同步误差的估计。先提取出RACH(Random Access Channel，随机接入信道)的频域信号，将提取的频域信号与目标参考序列做相关，将经过相关后的信号进行I FFT(Inverse Fast Fourier Transformation，快速傅里叶逆变换)变换，把变换后的信号进行非相干功率合并，对合并后得到的信号进行检测和同步误差的估计。该中方法虽然克服了利用一个信号周期的信号能量进行检测和同步误差的估计的缺陷，但是在对上行重复的随机接入信号的重复部分进行合并检测时，采用的是非相干功率合并检测，损失了部分有用信号的能量，使得合并后信号的信噪比较低。

发明内容

本发明的实施例提供一种上行随机接入信号的处理方法及装置，提高了信号的信噪比。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种上行随机接入信号处理方法，包括：

接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号；

对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致；

对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。

一方面，本发明实施例还提供一种上行随机接入信号处理方法，包括：

接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括上行重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号；

对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，得到相干合并结果；

将所述相干合并结果与目标参考信号进行相关处理。

另一方面，本发明实施例提供一种上行随机接入信号的处理装置，包括：

接收单元，用于接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号；

补偿单元，用于对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致；

合并单元，用于对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。

另一方面，本发明实施例提供一种上行随机接入信号的处理装置，包括：

接收单元，用于接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括上行重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号；

合并单元，用于对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，得到相干合并结果；

处理单元，将所述相干合并结果与目标参考信号进行相关处理。

本发明实施例提供的技术方案，与现有技术相比，对接收到的上行随机接入信号进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中上行随机接入信号处理方法流程图；

图2为本发明实施例2中上行随机接入信号处理方法流程图；

图3为本发明实施例3中上行随机接入信号处理方法流程图；

图4为本发明实施例4中上行随机接入信号处理方法流程图；

图5为本发明实施例5中上行随机接入信号处理装置的组成框图；

图6为本发明实施例5中另一种上行随机接入信号处理装置的组成框图；

图7为本发明实施例6中上行随机接入信号处理装置的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供一种上行随机接入信号处理方法，如图1所示，该方法包括：

101、接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号。

102、对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致。

103、对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。

本发明实施例中，对接收到的上行随机接入信号进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大。

实施例2

本发明实施例提供一种上行随机接入信号处理方法，如图2所示，该方法包括：

201、接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号，其内容完全一样。

202、对所述第一部分信号在时域进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致。

其中，对所述第一部分信号在时域进行相位补偿可以使用但不局限于公式1实现，公式1为：

r_{symbol_1}(n+128mod1024)        (公式1)

其中，r_{symbol_1}()为所述第一部分时域信号；n＝0～(N-1)，为时域采样点的序号，N为FFT/IFFT点数。

203、对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在时域进行相干合并。

其中，对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在时域进行相干合并，可以通过但不局限于公式2实现，公式2为：

r_sum(n)＝r_{symbol_1}(n+128mod 1024)+r_{symbol_2}(n)    (公式2)

其中，r_sum(n)为经过相位补偿的第一部分时域信号，为r_{symbol_1}(n+128mod1024)与所述第二部分信号r_{symbol_2}(n)在时域相加(即相干合并)的结果；r_{symbol_1}()为第一部分时域信号；r_{symbol_2}()为第二部分时域信号；n＝0～(N-1)，为时域采样点的序号，N为FFT/IFFT点数。

本发明实施例中，对接收到的上行随机接入信号在时域进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大，提高了解调指标。

实施例3

本发明实施例提供一种上行随机接入信号处理方法，如图3所示，该方法包括：

301、接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号，其内容完全一样。

302、将所述第一部分信号和第二部分信号变换至频域。

其中，将所述第一部分信号和第二部分信号变换至频域，可以通过但不局限于FFT变换实现，关于快速傅里叶变换的相关描述，本发明实施例此处将不再一一描述。

303、对所述第一部分信号在频域进行相位补偿。

其中，对所述第一部分信号在频域进行相位补偿可以采用但不局限于公式3实现，公式3为：

R_{symbol_1}(k)·e^j2πk·128/N    (公式3)

其中，R_{symbol_1}(k)为所述第一部分时域信号变换至频域的结果，这里称为第一部分频域信号；e^j2πk·128/N为相位因子，第一部分频域信号与相位因子相乘，即是在频域进行了相位补偿；k＝0～(N-1)，为频域采样点的序号，N为FFT/IFFT点数。

304、对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在频域进行相干合并。

其中，所述对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在频域进行相干合并，可以采用但不局限于公式4实现，公式4为：

R_sum(k)＝R_{symbol_1}(k)·e^j2πk·128/N+R_{symbol_2}(k)    (公式4)

其中，R_sum(k)为经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在频域相加(即进行相干合并)的结果；R_{symbol_1}(k)为第一部分频域信号，e^j2πk·128/N为相位因子，R_{symbol_2}(k)为第二部分频域信号，k＝0～(N-1)，为频域采样点的序号，N为FFT/IFFT点数。

本发明实施例中，接收上行随机接入信号，所述上行随机信号包括重复的第一部分信号和第二部分信号，对接收到的上行随机接入信号的第一部分信号和第二部分信号先进行时域变换，将经过变换后的频域信号进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大，提高了解调指标。

实施例4

本发明实施例提供一种上行随机接入信号处理方法，如图4所示，该方法包括：

401、接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括上行重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号，其内容完全一样。

本发明实施例以LTE系统上行PRACH信道为例来进行说明，设发射preamble序列为x(n)n＝0，1，...，Nzc-1，其中，x(n)为发射的preamble序列；n＝0～(N_ZC-1)为时域采样点的序号；Nzc为发射的preamble序列样点总数。

第一部分信号可用采用但不局限于公式5表示，公式5为：

r_{symbol_1}(n)＝x(n)+w₁(n)n＝0，1，...，Nzc-1    (公式5)

其中，r_{symbol_1}(n)为第一部分信号，w₁(n)为第一部分信号受到的干扰加噪声。

第二部分信号可用采用但不局限于公式6表示，公式6为：

r_{symbol_2}(n)＝x(n)+w₂(n)n＝0，1，...，Nzc-1    (公式6)

其中，r_{symbol_2}(n)为第二部分信号，w₂(n)为第二部分信号受到的干扰加噪声。

402、对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，得到相干合并结果。

403、将所述相干合并结果与目标参考信号的共轭进行相乘运算。

其中，将所述相干合并结果与目标参考信号的共轭进行相乘运算，具体可以采用公式7实现，公式7为：

$\mathrm{Cohere}={|\underset{n=0}{\overset{\mathrm{Nzc}-1}{\mathrm{\Σ}}}(r_{\mathrm{symbol}+1}\left(n\right)+r_{\mathrm{symbol}\_2}\left(n\right))\·x^{*}\left(n\right)|}^2$ (公式7)

其中，Cohere为所述相干合并结果与目标参考信号的共轭进行相乘处理后的结果；r_{symbol_1}(n)+r_{symbol_2}(n)为相干合并结果；x^*(n)为目标参考信号的共轭。

本发明实施例中，接收上行随机接入信号，所述上行随机信号包括重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号。通过对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大。

实施例5

本发明实施例提供一种上行随机接入信号的处理装置，如图5所示，该上行随机信号的处理装置包括：接收单元51、补偿单元52、合并单元53。

接收单元51，用于接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号。

补偿单元52，用于对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致。

合并单元53，用于对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。

具体的，当在时域对第一部分信号和第二部分信号进行相干合并时，所述补偿单元52，用于对所述第一部分信号在时域进行相位补偿所述合并单元53，用于对经过相干补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在时域进行相干合并。

进一步的，当在频域对第一部分信号和第二部分信号进行相干合并时，如图6所示，该上行随机接入信号的处理装置还包括：变换单元54。

变换单元54，用于将所述第一部分信号和第二部分信号变换到频域。其中，所述变换单元54将所述第一部分信号和第二部分信号变换至频域，可以通过但不局限于FFT变换实现，关于快速傅里叶变换的相关描述，本发明实施例此处将不再一一描述。

所述补偿单元52还用于，对所述第一部分信号在频域进行相位补偿。

所述合并单元53还用于，对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在频域进行相干合并。

本发明实施例中，接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，可以对所述第一部分信号在时域上进行相位补偿，将补偿后的第一部分信号与所述第二部分信号在时域上进行合并，也可以先将所述第一部分信号和第二部分信号变换至频域，对所述第一部分信号在频域进行相位补偿，对经过相位补偿后的第一部分信号与所述第二部分信号在频域进行相干合并。通过对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大，提高了解调门限指标。

需要说明的是，针对上行随机接入信号的处理装置的功能模块的其他描述，可以参考实施例1和实施例2中的相应描述，本发明实施例此处将不再赘述。

本发明实施例中，接收上行随机接入信号，所述上行随机信号包括重复的第一部分信号和第二部分信号，对接收到的上行随机接入信号的第一部分信号和第二部分信号先进行时域变换，将经过变换后的频域信号进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大，提高了解调指标。

实施例6

本发明实施例提供一种上行随机接入信号的处理装置，如图7所示，该上行随机信号的处理装置包括：接收单元61、合并单元62、处理单元63。

接收单元61，用于接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括上行重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号；

合并单元62，用于对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，得到相干合并结果；

处理单元63，将所述相干合并结果与目标参考信号的共轭进行相乘运算。

本发明实施例中，接收上行随机接入信号，所述上行随机信号包括重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号。通过对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，对有用信号进行了最大比合并，使得解调信噪比最大。

在Wimax TDD(Worldwide Interoperability for Microwave Access Time Division Duplexing，全球微波互联接入时分双工)系统下，将本发明与截取完整符号和非相干功率合并进行比较。在同样的仿真情况下，本发明的性能比截取一个符号有大约3dB的增益，比非相干功率合并大约2dB增益。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种上行随机接入信号的处理方法，其特征在于，包括：

接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号；

对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致；

对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。

2.根据权利要求1所述的上行随机接入信号的处理方法，其特征在于，

所述对所述第一部分信号进行相位补偿为：对所述第一部分信号在时域进行相位补偿；

则所述对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并具体为：对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在时域进行相干合并。

3.根据权利要求1所述的上行随机接入信号的处理方法，其特征在于，在所述对所述第一部分信号进行相位补偿之前，还包括：

将所述第一部分信号和第二部分信号变换至频域；

则所述对所述第一部分信号进行相位补偿为：对所述第一部分信号在频域进行相位补偿；

所述对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并为：对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在频域进行相干合并。

4.一种上行随机接入信号的处理方法，其特征在于，包括：

接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括上行重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号；

对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，得到相干合并结果；

将所述相干合并结果与目标参考信号的共轭进行相乘运算。

5.一种上行随机接入信号的处理装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号为时域信号，所述上行随机接入信号包括第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相差固定相位的重复信号；

补偿单元，用于对所述第一部分信号进行相位补偿，以使所述第一部分信号和第二部分信号的相位一致；

合并单元，用于对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号进行相干合并。

6.根据权利要求5所述的上行随机接入信号的处理装置，其特征在于，

所述补偿单元，用于对所述第一部分信号在时域进行相位补偿；

所述合并单元，用于对经过相干补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在时域进行相干合并。

7.根据权利要求5所述的上行随机接入信号的处理装置，其特征在于，还包括：

变换单元，用于将所述第一部分信号和第二部分信号变换到频域；

所述补偿单元还用于，对所述第一部分信号在频域进行相位补偿；

所述合并单元还用于，对经过相位补偿的第一部分信号与所述第二部分信号在频域进行相干合并。

8.一种随机接入信号的处理装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收上行随机接入信号，所述上行随机接入信号包括上行重复的第一部分信号和第二部分信号，所述第一部分信号和第二部分信号为相位一致的重复信号；

合并单元，用于对所述第一部分信号和第二部分信号进行相干合并，得到相干合并结果；

处理单元，将所述相干合并结果与目标参考信号的共轭进行相乘运算。

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