CN111182647A - 随机接入检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移动通信系统中的随机接入检测方法，包括：提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源；将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号；对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据；将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据；对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。本发明还提供一种随机接入检测装置。
Description
技术领域
本发明涉及接入检测技术，特别涉及一种随机接入检测方法及装置。
背景技术
在无线通信系统中，上行链路可以包括物理上行共享信道(PUSCH)、物理上行控制信道(PUCCH)以及物理随机接入信道(PRACH)。用户设备(UE)使用PRACH进行小区接入，某些子帧可以配置成PRACH子帧，UE可以在这些子帧上发送随机接入序列。
从时域上看，随机接入序列时间长度根据PRACH格式类型不同而有不同长度，包含帧长(prach_len)、循环前缀长度(cp_len)、前导序列(preamble)个数和长度、多径扩展信号保护间隔(Guard Interval,GI)长度(GI_len)。不同PRACH格式的帧结构可包含一个、两个或者N个Preamble。不同Preamble的长度由ZC序列(Zadoff-Chu，是发射端发出通讯信号的一种序列)进行升采样产生，得到的采样点数也可能不同。在系统带宽比较大，采样点数比较大的情况下，必须要经过降采样处理，把采样点数降到与ZC序列点数相当的程度，然后再和本地生成的小区ZC序列进行相关处理。采样率不同，降采样的倍数也不同，为了支持多种带宽、多种采样率，就必须要有不同的降采样处理。在带宽允许的情况下，可以同时接入一个随机接入序列的多个Preamble，这些Preamble占用相同的时域资源，而占据不同的频带资源，各个Preamble占用不同的频点。其中，随机接入检测就是需要在对应的时域资源，不同频点上同时提取一个或者多个Preamble，并且还原成相应的ZC序列，和对应的本地产生的ZC序列进行卷积相关处理，对于得到的相关序列进行峰值检测，得到峰值位置的详细信息。
目前的随机接入检测通常一次只能对一路随机接入信号进行处理，从而系统资源开销很大；另有一种处理方式，通过多套随机接入检测装置同时针对多路随机接入信号进行并行处理，然而，这种处理方式当频点数较少时，会存在处理能力冗余而导致资源浪费，且具有计算量大、处理延迟大的缺点。
相关技术中，对于上述问题，尚无有效解决方案。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种处理速度快、节省处理资源和功耗的随机接入检测方法和装置。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种移动通信系统中的随机接入检测方法，包括：提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源；将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号；对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据；将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据；对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
一种移动通信系统中的随机接入检测装置，包括：提取模块，用于提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源；频谱搬移模块，用于将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号；采样模块，用于对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据；相关模块，用于将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据；检测模块，用于对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
本发明实施例所提供的随机接入检测方法和装置，通过提取PRACH子帧中的前导序列形成时域频带资源，将时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行处理得到前导时域序列，再通过降采样得到采样数据进行缓存，通过分段处理，无论是针对单天线多频点或多天线多频点的应用场景，均可以以段为相对独立的单元进行实时处理，无需配备多套随机接入处理装置以适用超多天线的应用场景，也无需必须缓存同一天线所接收数据的一个Preamble的所有点数，才能开始分时处理而占用超大存储空间，因此，处理速度快、且节省处理资源和功耗。
附图说明
图1为本发明一实施例中PRACH子帧格式的示意图；
图2为本发明一实施例中LTE PRACH子帧格式的示意图；
图3为本发明一实施例中随机接入检测方法的流程示意图；
图4为本发明一实施例中PRACH子帧的Preamble形成的时域频带资源的示意图；
图5为本发明一实施例中多天线数据分段处理示意图；
图6为本发明一实施例中随机接入检测方法采用共享缓存存储不同阶段的中间处理结果的示意图；
图7为本发明一实施例中随机接入检测装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。
在无线通信系统，一个用户终端(User Equipment，UE)只有完成上行传输时间同步后，才能被调度进行上行传输，UE通过物理随机接入信道(Physical Random AccessChannel，PRACH)进行小区接入，通过在PRACH子帧上发送随机接入序列实现上行同步，这个过程通常被称为随机接入过程。
以在TD-SCDMA的长期演进(TD-SCDMA Long Term Evolution，TD-LTE)系统为例，如图2所示，不同的Format(格式)，Preamble长度不同，而对于格式0、1、2、3来说，preamble的长度为0.8ms，由长度为839点的ZC序列产生。对于格式4来说preamble的长度为0.133ms，由长度为139点的ZC序列产生。由于LTE系统定义的基本采样周期Ts为1/30720000s，即30.72MHz的采样频率。在30.72MHz采样率下，格式0～3的每个Preamble Sequence有24576个采样点，而格式4的Preamble有4096个采样点。而在频域上，一个随机接入preamble所占用频带的频谱宽度等效于6个RB(资源块)，则对应的带宽为1.08MHz。因此对于随机接入序列来说，存在严重的过采样，具体如，格式0、1、2、3的每个preamble有24576个采样点，而格式4的preamble有4096个采样点。为了减小计算的复杂度，随机接入首先需要进行降采样操作，将接收到的preamble的采样点数降低到839或者139的数量级，然后再和本地生成的小区Zadoff-Chu序列进行相关处理。
随机接入检测的实质即为接收序列与本地母码序列的卷积相关的过程，由于卷积相关计算复杂度较高，通常根据其原理，利用快速傅立叶变换(FFT，FastFourierTransformation)将相关的序列转换到频域进行点积操作，将结果通过快速傅立叶逆变换(IFFI，Inverse Fast Fourier Transform)转换到时域得到等效的结果。每个频点(每一个Preamble对应为一个频点)带宽都是相同的，只是需要经过不同的频谱搬移进行偏移的大小不同，需要处理的步骤也相同，为了能够提升随机接入信号处理的效率，结合以上所述的随机接入检测的实质和原理，如图3所示，本发明实施例提供一种随机接入检测方法，包括如下步骤。
步骤101，提取随机物理接入信道子帧(PRACH子帧)中的前导序列(Preamble)，得到PRACH子帧的时域频带资源。
PRACH子帧的时域频带资源是指由PRACH子帧的Preamble以频率轴为横轴所形成的时域信号的频带资源。如图4所示，为提取图1中所示的PRACH子帧的Preamble所形成的时域频带资源。其中，PRACH子帧的不同前导序列对应形成频带分布在频率轴上，第一前导序列Preamble Sequence0对应形成频带fc0，第二前导序列Preamble Sequence1对应形成频带fc1，第x前导序列Preamble Sequence x对应形成频带fc x，第N-1前导序列PreambleSequence x对应形成频带fc(N-1)，同一PRACH子帧得到的频带平均分布在中心频点的两侧，每一频带的宽度Band width相等。在一个具体的实施例中，步骤101，提取PRACH子帧中的Preamble，得到PRACH子帧的时域频带资源，具体包括：去除PRACH子帧中的循环前缀(CP)和多径扩展信号保护间隔(GI)，以提取所述PRACH子帧中的Preamble，得到所述PRACH子帧的时域频带资源并进行缓存。由于PRACH子帧结构由CP、Preamble、GI组成，因此可以通过去除CP、GI、剩下Preamble的方式来实现提取Preamble的目的，将提取的Preamble形成以频率轴为横轴进行分布的时域频带资源。
步骤103，将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号。
将时域频带资源进行分段是指根据预设的分割规则，将时域频带资源分割成多个数据段。该预设的分割规则是用于将时域频带资源分为多个数据段，其不限于某一种具体的形式，比如，分割规则可以是指每个数据段包含预设数量的不同中心频点的频带、或者每个数据段对应包含预设频率范围的多个不同中心频点的频带、或者每个数据段对应包含预设时间范围内的多个不同中心频点的频带。其中，不同的分割规则可以根据预设的采样点数、内部存储能力、内部缓存能力等因素进行确定。提取PRACH子帧的Preamble形成时域频带资源并进行分段，将时域频带资源按照分段方式，以段作为相对独立的单元分别在预设的时间周期内进行频域搬移。其中，预设的时间周期是指预先设置的时间周期，该时间周期的长短可根据数据段中所包含频带数进行确定，以确保对应的时间周期内能够处理预设数量的频带。频域搬移是指将频带搬到基带中心位置进行处理，为了提高处理效率，可根据带宽、PRACH子帧格式及时域频带资源中所包含的频带数，选择最佳的基带中心位置。通过将时域频带资源分割成数据段，分别在预设的时间周期内对相应数据段内的多个不同中心频点的频带进行频谱搬移，当对当前数据段的处理超过其对应的时间周期时，则自动转入对下一数据段的处理，依次类推，以控制每个数据段的处理运算量，从而节省处理资源、加快处理速度，对不同的数据段分别于不同的对应的时间周期内分别处理，不同数据段中包含频带不限于单天线多频点所产生的时域频带资源进行分段获得、或多天线多频点所产生的时域频带资源进行分段获得，从而针对单天线多频点或多天线多频点的应用场景而言，均能够达到时分复用的目的。
步骤105，对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据。
通过降采样将接收到的preamble的采样点数降低到839或者139的数量级，然后再和本地生成的小区Zadoff-Chu序列进行相关处理，以减少计算的复杂度。其中，对前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据后还包括对采样数据进行缓存，将以数据段分别作为相对独立的数据处理单元得到的采样数据进行缓存，当数据段的长度可以远小于一个Preamble长度时，也可以通过缓存获取到同一天线的一个Preamble对应的采样数据后再进行相关处理的。得到采样数据进行缓存之前的步骤均为随机接入检测方法的第一阶段，具体的，第一阶段包括提取PRACH子帧的前导序列形成时域频带资源、将时域频带资源分段进行频域搬移、及降采样。
步骤107，将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据。
本地频域根序列是指本地母码生成模块根据小区的参数根序列索引，生产每一个根序列对应的ZC序列的DFT变换作为母码序列。相关的过程就是将生成的母码序列与采样数据转换得到的频域信号的各个频点的序列进行频域点乘运算的过程。其中，第一阶段后、得到时域相关数据进行缓存之前的步骤均为随机接入检测方法的第二阶段，具体的，该第二阶段包括对第一阶段的输出结果进行转换得到频域信号、相关处理、转换得到时域相关数据。
步骤109，对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
通过峰值检测获得峰值位置信息，以进一步实现随机接入检测。在一个具体的实施例中，步骤109，对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息，包括：
将待合并天线的数据及重复的前导序列的数据进行合并；
对合并后的时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。其中，第二阶段后、得到峰值位置信息之前的步骤均为随机接入检测方法的第三阶段，具体的，该第三阶段包括合并、峰值检测。将不同天线的第二阶段的数据进行合并处理，合并后的两个相关序列合并为一个相关序列，从而形成单独相关序列，最终可以进行峰值的位置信息的检测，得到峰值的位置的详细信息，以完成随机接入检测。
本发明实施例所提供的随机接入检测方法，通过提取PRACH子帧中的前导序列形成时域频带资源，将时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频域搬移，再通过降采样得到采样数据进行缓存，通过将时域频带资源进行分段处理，无论是针对单天线或多天线的应用场景，均可以以段为相对独立的单元按照预设的时间周期进行实时处理，无需配备多套随机接入处理装置以适用超多天线的应用场景，从而达到时分复用的目的，也无需必须缓存同一天线所接收数据的一个Preamble的所有点数才能开始分时处理而占用超大存储空间，因此，处理速度快、且节省处理资源、节省存储资源和功耗。
在一个实施例中，步骤103，将时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号，包括：根据预设时间段将所述时域频带资源划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将所述数据段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号。其中，时域频带资源可以是提取单天线或者多天线的一个或者多个Preamble所形成的。将时域频带资源根据预设时间段划分为不同数据段，每个数据段可以对应包含预设时间段内多个不同中心频点的频带，该不同中心频点的频带是指不同PRACH子帧的前导序列对应所形成的频带。其中该预设时间段可以根据PRACH子帧的时隙长度确定，从而时域频带资源中包含的数据段的数量与子帧大小相互关联，便于确定相应PRACH子帧所形成的时域频带资源进行分段后包含的数据段的数量。可以理解的，本发明实施例的目的在于提供将时域频带资源通过分割成多数据段，以数据段作为相对独立的数据处理单元进行随机接入检测方法的第一阶段处理的方法，因此预设时间段也可以是在实现此目的前提下根据实际需求而设置为其它长度。另一方面，可以理解的，时间周期与将对应数据段的频带进行处理的周期相关，时间周期的长度可以与预设时间段相同，也可以不同。
在另一个实施例中，步骤103，将时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号，包括：将不同天线对应的时域频带资源根据预设时间段分别划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将不同天线与相同预设时间段对应的数据段在预设的同一时间周期内进行频谱搬移，得到不同天线数据的前导时域信号，将所述前导时域信号所属天线和数据段进行标识并进行缓存。针对多天线应用场景而言，当时域频带资源包含多个天线所接收数据的Preamble时，则将每个天线所接收数据对应形成的时域频带资源分别以相同的预设时间段进行分割，如图5所示，每一天线与相同的预设时间段对应的数据段的长度相同，分别形成多个数据段，每一数据段包括对应的一根天线的预设时间段内的多个不同中心频点的频带。通过将多个天线所接收的数据进行分段，将不同天线与相同预设时间段对应的数据段在预设的同一时间周期内进行频谱搬移，并对频域搬移后得到的前导时域信号所属天线和所属数据段进行标识，从而能够对多个天线所接收数据以分段的形式进行同步处理。
如图5所示，以两个天线为例，第一个数据段包括天线0_数据段0、天线1_数据段0；第二个数据段包括天线0_数据段1、天线1_数据段1；第n个数据段包括天线0_数据段n-1、天线1_数据段n-1。处理时，将两个天线的第一个数据段在对应的第一个时间周期内分别进行频谱搬移，并对两个天线频域搬移后得到的前导时域信号所属天线和所属数据段分别进行标识，以实现保护现场；于第二时间周期到来时，将两个天线第二个数据段在对应的第二时间周期内分别进行频域搬移，并根据第一时间周期进行频域搬移的处理结果的标识作为起点将对应天线的数据处理结果关联保存，即通过第一时间周期处理结果的保护现场进行恢复现场，第二时间周期处理结束时，再对两个天线频域搬移后得到的前导时域信号所属天线和所属数据段分别进行标识，以实现第二时间周期的保护现场，依次类推，实现对多个天线所接收数据以分段的形式进行同步处理，达到时分复用的目的。
由于每个天线所接收数据量很大，持续时间也很长，如果要进行缓存的时候，必须要缓存一个Preamble所有的频点数才能开始进行处理，从而需要很大的存储空间、且处理延迟也很大；而通过多套随机接入检测装置分别对多天线所接收数据进行处理时，针对天线数不同的不同应用场合，尤其是针对超多天线应用场景而言，则容易出现资源浪费、或者因随机接入检测装置数据与天线数不匹配而出现延迟问题。本实施例中，通过将不同天线所接收数据形成的时域频带资源分割成数据段，将每一数据段作为相对独立的数据处理单元在预设的时间周期内进行处理，对不同天线的前导时域序列所属天线和所属数据段进行标识，其中，标识可以实现对当前数据段的处理结果的保护现场，而标识识别可以实现下一数据段处理时的恢复现场。同一天线的每一数据段处理完之后通过标识实现保护现场，于下一数据段开始处理前通过识别标识实现恢复现场，从而同一天线的前一数据段的处理与下一数据段的处理可通过所属天线和所属数据段的标识而相互连续，实现分段处理中对不同天线所接收数据的分段处理结果的识别。针对多天线应用场景而言，不需要等到缓存至少一个Preamble才能开始处理，减少占用的缓存资源、减少资源消耗且极大的提高的处理效率。
在一个实施例中，步骤105，对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据，包括：
根据采样率、所述随机物理接入信道子帧的帧结构及所述本地频域根序列长度确定滤波带宽及抽取倍数；
根据所述滤波带宽对所述前导时域信号进行滤波，根据所述抽取倍数对所述滤波后前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据并进行缓存。
在系统带宽比较大，采样点数比较大的情况下，必须要经过降采样把采样点数降到与ZC序列点数相当的程度，再和本地生成的小区ZC进行相关处理，其中，滤波带宽和降采样的抽取倍数根据采样率、PRACH子帧的帧结构及所述本地频域根序列长度进行确定，可以使得后续对采样数据进行相关处理时的补零数，且可以支持多种带宽、多种采样率下的降采样处理，从而简化后续处理的计算量。具体的，根据本地频域根序列长度确定滤波带宽，根据采样率确定每个Preamble中采样点的数量，根据PRACH子帧的帧结构确定时域频带资源中Preamble的数量，进而确定时域频带资源中所有Preamble所占子载波数，根据每个Preamble中采样点的数量所确定的采样点的总数量、以及所述时域频带资源中所有Preamble所占子载波数，通过确保抽取后输出的采样点数大于包含时域频带资源中所有Preamble所占子载波数，以确定抽取倍数。
在另一个实施例中，根据所述滤波带宽对所述前导时域信号进行滤波，具体包括：对前导时域信号进行滤波，对所述前导时域信号滤波后所属天线和所属数据段进行标识。
通过滤波可以将特定频率的频点或者该频点以外的频率进行有效滤除，以得到所需频率的待分析数据。本实施例中，随机接入检测方法的第一阶段包括提取PRACH子帧的前导序列形成时域频带资源、将时域频带资源分段进行频域搬移和滤波、及降采样。在第一阶段中，通过将时域频带资源分割成数据段，以数据段作为相对独立的数据单元进行频谱搬移、滤波，对不同天线的频域搬移后的前导时域序列滤波后所属天线和所属数据段进行标识。滤波为随机接入检测方法的第一阶段中可分段处理的又一步骤，其中，标识可以实现对当前数据段的滤波处理结果的保护现场，而标识识别可以实现下一数据段开始滤波处理时的恢复现场，因此，同一天线的前一数据段的滤波处理与下一数据段的滤波处理可通过所属天线和所属数据段的标识而相互连续，便于分段处理过程中对不同天线所接收数据的识别。
在一个实施例中，步骤107，将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据，包括：将同一天线的同一前导序列形成的时域频带资源对应得到的部分采样数据作为一个采样数据序列，当采样数据包含所述采样数据序列时，将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，通过逆傅里叶变换得到时域相关数据。
在随机接入检测方法的第二阶段进行傅里叶变换和相关处理过程中，存在数据交织，从而应避免分段处理，因此，通过第一阶段的处理得到对应的采样数据序列进行缓存后，进入到第二阶段之前，需要将同一天线的同一Preamble第一阶段处理完之后，才启动第二阶段处理，因此将同一天线的同一前导序列形成的时域频带资源对应得到的相应的该部分采样数据作为一个采样数据序列，以采样数据序列作为数据处理单元再进行第二阶段的傅里叶变换和相关处理。
具体的，将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，通过逆傅里叶变换得到时域相关数据，包括：
将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号；
将所述频域信号与本地频域根序列进行母码相关得到相关序列；
将所述相关序列进行补位得到预设长度的序列，并对所述预设长度的序列进行傅里叶逆变换，得到时域相关数据并进行缓存。
通过对降采样数据序列进行傅里叶变换(FFT)处理并缓存，完成多频点随机接入前导序列的提取，通过FFT变换，可以将计算量大的时域卷积相关过程转换为频域序列的点积过程，减少运算量。不同PRACH子帧格式，对应的Preamble长度不同，经过降采样得到的采样数据的长度也不同，对应于图2中所示的格式0～3，降采样得到的采样数据为3072点，对应格式4，降采样得到的采样数据为512点，因此通过傅里叶变换得到的频域信号的长度也有两种长度，分别为839或者139。经傅里叶变换得到的频域信号与本地频域根序列进行相关处理后得到的839点或者139点长度的序列，经过补0得到1536或者256点长度的相关序列，该序列再进行傅里叶逆变换得到时域相关数据。本实施例中，随机接入检测方法的第二阶段包括对第一阶段的输出结果进行傅里叶变换、相关处理、傅里叶逆变换。其中，傅里叶变换和傅里叶逆变换可复用FFT核。
本发明实施例所提供的随机接入检测方法中，缓存是指共享缓存，具体为共享天线数据存储器或独立的共享存储器。通过将时域频带资源和/或采样数据和/或时域相关数据等中间处理结果通过共享缓存存储，如图6所示，即将第一阶段、第二阶段及第三阶段的中间处理结果均通过共享缓存存储，从而可支持随机接入检测方法中第一阶段、第二阶段及第三阶段的输入/输出结果之间的并行处理，从而能够分时进行多天线的随机接入检测。针对共享缓存为共享天线数据存储器而言，通过对接收的PRACH子帧数据进行分段处理，可以与其它信道处理模块复用天线数据存储器，分时进行多天线的随机接入检测，多天线分时复用PRACH处理模块，从而加快处理速度。
请参阅图7，本发明一实施例提供一种移动通信系统中的随机接入检测装置，包括提取模块11、频域搬移模块13、采样模块15、相关模块17及检测模块19。提取模块11用于提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源。频谱搬移模块13用于将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号。采样模块15用于对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据。相关模块17用于将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据。检测模块19用于对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
在一个具体的实施例中，频谱搬移模块13，具体用于根据预设时间段将所述时域频带资源划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将所述数据段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号。
在另一个具体的实施例中，频谱搬移模块13，具体用于将不同天线对应的时域频带资源根据预设时间段分别划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将不同天线与相同预设时间段对应的数据段在预设的同一时间周期内进行频谱搬移，得到不同天线数据的前导时域信号，将所述前导时域信号所属天线和数据段进行标识并进行缓存。其中，频谱搬移模块13具体可以包括数字混频单元，通过数字混频单元将时域频带资源所占频带搬到基带中心位置，可根据带宽、PRACH子帧格式以及频点数，选择最佳的中心频点。
在另一个实施例中，还包括滤波模块14，用于对前导时域信号进行滤波，对所述前导时域信号滤波后所属天线和所属数据段进行标识。该滤波模块具体可以是半带滤波器，根据不同的采样率确定不同的滤波器长度以及滤波器系数配置。
采样模块15包括确定单元151、抽取单元153。确定单元151，用于根据采样率、所述随机物理接入信道子帧的帧结构及所述本地频域根序列长度确定滤波带宽及确定抽取倍数。抽取单元153，用于根据所述滤波带宽对所述前导时域信号进行滤波，根据所述抽取倍数对滤波后的所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据并进行缓存。
相关模块17，具体用于将同一天线的同一前导序列形成的时域频带资源对应得到的部分采样数据作为一个采样数据序列，当采样数据包含所述采样数据序列时，将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，通过逆傅里叶变换得到时域相关数据。
其中，相关模块17包括傅里叶变换单元171、相关单元173及傅里叶逆变单元175。傅里叶变换单元171，用于将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号。相关单元173，用于将所述频域信号与本地频域根序列进行母码相关得到相关序列。傅里叶逆变单元175，用于将所述相关序列进行补位得到预设长度的序列，并对所述预设长度的序列进行傅里叶逆变换，得到时域相关数据并进行缓存。
检测模块19包括合并单元191及检测单元193。合并单元191，用于将待合并天线的数据及重复的前导序列的数据进行合并。检测单元193，用于对合并后的所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
提取模块11具体用于去除随机物理接入信道子帧中的循环前缀和多径扩展信号保护间隔，以提取所述随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源并进行缓存。
缓存是指共享天线数据存储器或独立的共享存储器。
本发明实施例所提供的随机接入检测装置，通过提取PRACH子帧中的前导序列进行时域频带资源，将时域频带资源通过分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频域搬移，再通过降采样得到采样数据进行缓存，通过将时域频带资源进行分段，无论是针对单天线或多天线的应用场景，均可以以段为相对独立的单元进行实时处理，无需配备多套随机接入处理装置以适用超多天线的应用场景，也无需必须缓存同一天线所接收数据的一个Preamble的所有点数才能开始分时处理而占用超大存储空间，因此，处理速度快、且节省处理资源、节省存储资源和功耗。
上述实施例所提供的随机接入检测方法和装置，通过对数据进行分段，并在进行傅里叶变换的步骤之前对不同段的数据分别于对应的预设的时间周期内进行处理，从而可以即时开始处理多个频点，可对多天线数据进行分时复用PRACH处理模块，适用于FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)和TDD(Time Division Duplexing，时分双工)联合运动的场景，以节省处理资源和功耗、提高处理效率。
以上所述仅为本发明的具体实施例，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。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。
Claims (18)
1.一种移动通信系统中的随机接入检测方法，其特征在于，包括：
提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源；
将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号；
对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据；
将所述采样数据转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据；
对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
2.如权利要求1所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号，包括：
根据预设时间段将所述时域频带资源划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将所述数据段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号。
3.如权利要求1所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号，包括：
将不同天线对应的时域频带资源根据预设时间段分别划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将不同天线与相同预设时间段对应的数据段在预设的同一时间周期内进行频谱搬移，得到不同天线数据的前导时域信号，将所述前导时域信号所属天线和数据段进行标识并进行缓存。
4.如权利要求1所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据，包括：
根据采样率、所述随机物理接入信道子帧的帧结构及所述本地频域根序列长度确定滤波带宽及抽取倍数；
根据所述滤波带宽对所述前导时域信号进行滤波，根据所述抽取倍数对滤波后的所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据并进行缓存。
5.如权利要求1中所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据，包括：
将同一天线的同一前导序列形成的时域频带资源对应得到的部分采样数据作为一个采样数据序列，当所述采样数据包含所述采样数据序列时，将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，通过逆傅里叶变换得到时域相关数据。
6.如权利要求5所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，通过逆傅里叶变换得到时域相关数据，包括：
将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号；
将所述频域信号与本地频域根序列进行母码相关得到相关序列；
将所述相关序列进行补位得到预设长度的序列，并对所述预设长度的序列进行傅里叶逆变换，得到时域相关数据并进行缓存。
7.如权利要求1所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息，包括：
将待合并天线的数据及重复的前导序列的数据进行合并；
对合并后的所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
8.如权利要求1所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源，包括：
去除随机物理接入信道子帧中的循环前缀和多径扩展信号保护间隔，以提取所述随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源并进行缓存。
9.如权利要求3、4、6、8中任一项所述的随机接入检测方法，其特征在于，所述缓存是共享天线数据存储器或独立的共享存储器。
10.一种移动通信系统中的随机接入检测装置，其特征在于，包括：
提取模块，用于提取随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源；
频谱搬移模块，用于将所述时域频带资源进行分段，将不同段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号；
采样模块，用于对所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据；
相关模块，用于将所述采样数据进行转换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，转换得到时域相关数据；
检测模块，用于对所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
11.如权利要求10所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述频谱搬移模块，具体用于根据预设时间段将所述时域频带资源划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将所述数据段对应包含的频带分别在预设的时间周期内进行频谱搬移，得到前导时域信号。
12.如权利要求10所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述频谱搬移模块，具体用于将不同天线对应的时域频带资源根据预设时间段分别划分为不同的数据段，每一数据段包括不同中心频点的多个频带，将不同天线与相同预设时间段对应的数据段在预设的同一时间周期内进行频谱搬移，得到不同天线数据的前导时域信号，将所述前导时域信号所属天线和数据段进行标识并进行缓存。
13.如权利要求10所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述采样模块包括：
确定单元，用于根据采样率、所述随机物理接入信道子帧的帧结构及所述本地频域根序列长度确定滤波带宽及抽取倍数；
抽取单元，用于根据所述滤波带宽对所述前导时域信号进行滤波，根据所述抽取倍数对滤波后的所述前导时域信号进行降采样处理，得到采样数据并进行缓存。
14.如权利要求10中所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述相关模块，具体用于将同一天线的同一前导序列形成的时域频带资源对应得到的部分采样数据作为一个采样数据序列，当采样数据包含所述采样数据序列时，将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号，与本地频域根序列进行相关处理，通过逆傅里叶变换得到时域相关数据。
15.如权利要求14所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述相关模块包括：
傅里叶变换单元，用于将所述采样数据序列进行傅里叶变换得到频域信号；
相关单元，用于将所述频域信号与本地频域根序列进行母码相关得到相关序列；
傅里叶逆变单元，用于将所述相关序列进行补位得到预设长度的序列，并对所述预设长度的序列进行傅里叶逆变换，得到时域相关数据并进行缓存。
16.如权利要求10所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述检测模块包括：
合并单元，用于将待合并天线的数据及重复的前导序列的数据进行合并；
检测单元，用于对合并后的所述时域相关数据进行峰值检测，得到峰值位置信息。
17.如权利要求10所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述提取模块具体用于去除随机物理接入信道子帧中的循环前缀和多径扩展信号保护间隔，以提取所述随机物理接入信道子帧中的前导序列，得到所述随机物理接入信道子帧的时域频带资源并进行缓存。
18.如权利要求12、13、15、17中任一项所述的随机接入检测装置，其特征在于，所述缓存是指共享天线数据存储器或独立的共享存储器。
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