CN114423092B - 前导码检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种前导码检测方法及装置。该方法中，基站确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，其中，每一个第一符号用于传输相同的前导码；针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据；基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出所述前导码。通过本申请可有效提升系统的随机接入性能。

Description

前导码检测方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种前导码检测方法及装置。
背景技术
在第三代合作伙伴计划（英文：3rd Generation Partnership Project，缩写：3GPP）规定的新空口（英文：New Radio，缩写：NR）系统中，采用物理随机接入信道（英文：PhysicalRandom-Access Channel，缩写：PRACH）承载用户终端发送的前导码（英文：Preamble ID），基站通过对接收到的PRACH信号进行处理，解调（检测）出信号中承载的Preamble ID，以实现用户终端接入。
3GPP定义了14种PRACH格式来支持不同场景下的系统需求。这些格式按照单个符号的长度可分为长格式和短格式两类，其中，长格式（0/1/2/3）主要支持远覆盖场景和高速场景；短格式（A1/A2/A3/B1/B2/B3/B4/C0/C2）主要支持覆盖较小、用户终端比较集中的场景。
在采用短格式（除C0外）发送前导码时，该前导码会通过多个符号重复发送，以提升基站检出前导码的成功率。但是，在实际应用中发现，前导码的检出成功率仍然不高，直接影响系统的随机接入性能。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种前导码检测方法及装置，用以提升系统的随机接入性能。
为实现上述申请目的，本申请提供了如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种前导码检测方法，应用于基站，所述方法包括：
确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，其中，每一个第一符号用于传输相同的前导码；
针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据；
基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出所述前导码。
可选的，所述确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。
可选的，所述确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据；
针对每一个第一符号，对该第一符号的频域数据与根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。
可选的，所述对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
针对该预设数量个第一符号，通过对来自相同接收天线、相同子载波的待合并频域数据进行相干合并，得到第二符号的频域数据。
可选的，所述对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行加权处理，得到第二符号的频域数据。
第二方面，本申请提供一种前导码检测装置，设置于基站，所述装置包括：
确定单元，用于确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，其中，每一个第一符号用于传输相同的前导码；
合并单元，用于针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据；
处理单元，用于基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出所述前导码。
可选的，所述确定单元确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。
可选的，所述确定单元确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据；
针对每一个第一符号，对该第一符号的频域数据与根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。
可选的，所述合并单元对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
针对该预设数量个第一符号，通过对来自相同接收天线、相同子载波的待合并频域数据进行相干合并，得到第二符号的频域数据。
可选的，所述合并单元对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行加权处理，得到第二符号的频域数据。
由以上描述可以看出，本申请实施例中，通过对传输同一前导码的多个符号的频域数据进行相干合并，可有效压缩噪声，提升信噪比，进而提升前导码的检出率；同时，由于相干合并后需要执行后续处理的数据量明显减少，可有效降低运算开销，提升检测效率。基于上述前导码检出率以及检测效率的提升，可大大提升系统的随机接入性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请实施例示出的一种前导码检测方法流程图；
图2是本申请实施例示出的另一种前导码检测方法流程图；
图3是本申请实施例示出的另一种前导码检测方法流程图；
图4是本申请实施例示出的另一种前导码检测方法流程图；
图5是本申请实施例示出的一种相邻符号间相干合并的示例；
图6是本申请实施例示出的一种前导码检测装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请实施例可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，协商信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为协商信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本申请进行详细描述：
参见图1，为本申请实施例示出的一种前导码检测方法流程图，该流程应用于基站。
如图1所示，该流程可包括以下步骤：
步骤101，对通过物理随机接入信道（PRACH）接收到的PRACH信号进行降采样，得到各符号的频域数据。
在移动通信系统中，用户终端需要通过PRACH信道向基站发送前导码，来请求接入移动网络。
在采用PRACH短格式（除C0格式）发送前导码时，同一前导码可通过多个符号重复发送。其中，重复发送次数，或者说，重复发送同一前导码的符号的个数，由采用的PRACH格式决定。也就是说，每一种PRACH短格式均预先定义了重复发送次数（重复发送同一前导码的符号的个数）。
当基站通过PRACH信道接收到PRACH信号时，可对该PRACH信号进行降采样，以得到用于传输同一前导码的各符号的频域数据。
步骤102，针对每一个符号，将该符号的频域数据与本地根序列进行相关运算。
基于根序列的相关运算可采用已有实现方式，这里不再赘述。
步骤103，针对每一个符号，对相关运算后的频域数据进行傅里叶逆变换（英文：Inverse Fast Fourier Transform，缩写：IFFT），得到该符号的功率时延谱。
可以理解的是，本步骤利用IFFT实现从频域到时域的转换。
步骤104，对各符号的功率时延谱进行非相干合并。
即，在时域上，对各符号基于功率进行非相干合并，以提升性能增益。
步骤105，对非相干合并后的功率时延谱进行处理，以检测出前导码。
从功率时延谱中识别前导码可采用已有处理方式实现，这里不再赘述。
至此，完成图1所示流程。
参见图2，为本申请实施例示出的另一种前导码检测方法流程图，该流程在图1所示流程的基础上进行了改进。
如图2所示，该流程可包括以下步骤：
步骤201，确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据。
本申请实施例中，用户终端仍然采用PRACH短格式（除C0格式）发送前导码，同一前导码可通过多个符号重复发送。这里，将用户终端发送的用于传输同一前导码的多个符号，均称为第一符号。可以理解的是，之所以称为第一符号，只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。
基站需要对接收到的PRACH信号进行处理，以得到后续合并所需的各第一符号的待合并频域数据。
本步骤确定各第一符号的待合并频域数据的过程，在下文中描述，这里暂不赘述。
步骤202，针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据。
这里，预设数量个（比如，2个）可根据当前小区的实际覆盖场景灵活配置。可以理解的是，该预设数量个不会超过传输同一前导码的第一符号的总数量。
比如，第一符号的总数量为12个，预设数量个为2个，则通过本步骤对每2个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，可得到合并后的6个第二符号的频域数据。
这里，将相干合并后的符号，称为第二符号。可以理解的是，之所以称为第二符号，只是为便于区分而进行的命名，并非用于限定。
本步骤对预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并的过程，在下文中描述，这里暂不赘述。
这里，需要说明的是，本步骤通过在频域上进行相干合并，可显著压缩噪声，提升信噪比，从而获得比在时域上合并更优的性能增益。
步骤203，基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出前导码。
即，基于相干合并后的频域数据进行后续处理（比如，执行前述步骤103~105），以最终检测出用户终端发送的前导码。
这里，需要说明的是，在经过步骤202进行相干合并后，第二符号的数量明显少于第一符号的数量，基于该较少的第二符号执行后续处理，可大大降低运算量。
至此，完成图2所示流程。
通过图2所示流程可以看出，本申请实施例中，通过对传输同一前导码的多个符号的频域数据进行相干合并，可有效压缩噪声，提升信噪比，进而提升前导码的检出率；同时，由于相干合并后需要执行后续处理的数据量明显减少，可有效降低运算开销，提升检测效率。基于上述前导码检出率以及检测效率的提升，可大大提升系统的随机接入性能。
下面对步骤201中确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据的过程进行描述。
作为一个实施例，基站可对通过物理随机接入信道（PRACH）接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。即，直接将降采样得到的频域数据作为待合并频域数据。
基于该确定待合并频域数据的方式，可得到图3所示前导码检测流程。
如图3所示，该流程可包括以下步骤：
步骤301，基站对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。
步骤302，针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据。
即，对降采样后的频域数据进行相干合并。
步骤303，针对每一个第二符号，将该第二符号的频域数据与本地根序列进行相关运算。
即，对相干合并后的频域数据进行相关运算。
步骤304，针对每一个第二符号，对相关运算后的频域数据进行傅里叶逆变换，得到该第二符号的功率时延谱。
参见步骤103的描述，这里不再赘述。
步骤305，对各第二符号的功率时延谱进行非相干合并。
参见步骤104的描述，这里不再赘述。
步骤306，对非相干合并后的功率时延谱进行处理，以检测出前导码。
参见步骤105的描述，这里不再赘述。
至此，完成图3所示流程。
作为另一个实施例，基站可首先对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据；然后，针对每一个第一符号，对该第一符号的频域数据与根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。即，将相关运算后的频域数据作为待合并频域数据。
基于该确定待合并频域数据的方式，可得到图4所示前导码检测流程。
如图4所示，该流程可包括以下步骤：
步骤401，基站对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据。
步骤402，针对每一个第一符号，将该第一符号的频域数据与本地根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。
步骤403，针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据。
即，对相关运算后的频域数据进行相干合并。
步骤404，针对每一个第二符号，对该第二符号的频域数据进行傅里叶逆变换，得到该第二符号的功率时延谱。
参见步骤103的描述，这里不再赘述。
步骤405，对各第二符号的功率时延谱进行非相干合并。
参见步骤104的描述，这里不再赘述。
步骤406，对非相干合并后的功率时延谱进行处理，以检测出前导码。
参见步骤105的描述，这里不再赘述。
至此，完成图4所示流程。
通过图3、图4所示流程可以看出，本申请均是针对频域数据进行相干合并，但相干合并的时机有所区别。图3是在初次获取到频域数据时（降采样之后），对频域数据进行相干合并；而图4是在频域向时域转换（傅里叶逆变换）之前，对频域数据进行相干合并。
下面对针对第一符号的待合并频域数据进行相干合并的过程进行描述。
这里，待合并频域数据可表示为：
Figure 286938DEST_PATH_IMAGE002
其中：
Figure 141761DEST_PATH_IMAGE004
表示第一符号的待合并频域数据；
Figure 655919DEST_PATH_IMAGE006
为子载波的索引，
Figure 769238DEST_PATH_IMAGE008
，
Figure 52452DEST_PATH_IMAGE010
为调度的子载波数目；
Figure 343756DEST_PATH_IMAGE012
为第一符号的索引，
Figure 814051DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 731061DEST_PATH_IMAGE016
为PRACH短格式定 义的重复发送前导码的符号（第一符号）的数目；
Figure 665518DEST_PATH_IMAGE018
为接收天线的索引，
Figure 862145DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为接收天线的数目。
作为一个示例，对待合并频域数据进行相干合并的过程可表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
其中：
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示相干合并后第二符号的频域数据；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为相干合并后的第二符号的索引，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
表 示对多少个（即，前述预设数量个）第一符号的待合并频域数据进行相干合并，以得到一个 第二符号的频域数据。
从上述公式可以看出，本申请实施例对来自相同接收天线（
Figure DEST_PATH_IMAGE033
）、相同子载波（
Figure 131321DEST_PATH_IMAGE006
）的相邻第一符号的待合并频域数据进行相干合并，以得到第二符号的频域数据。
且上述公式采用相邻第一符号间等比例加权（即，各第一符号在相干合并运算中的权重相同）的方式进行相干合并。当然，本申请实施例对各第一符号之间的加权比例并不限定。
参见图5，为本申请实施例示出的一种相邻符号间相干合并的示例。该示例中，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
。可以看出，相干合并后，符号的数目明显减少（比如，图5中， 从n降到n/2），可有效降低基于合并后频域数据进行后续处理的运算量。
以上对本申请实施例提供的方法进行了描述，下面对本申请实施例提供的装置进行描述：
参见图6，为本申请实施例示出的一种前导码检测装置，应用于基站，所述装置包括：确定单元601、合并单元602以及处理单元603，其中：
确定单元601，用于确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，其中，每一个第一符号用于传输相同的前导码；
合并单元602，用于针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据；
处理单元603，用于基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出所述前导码。
作为一个实施例，所述确定单元601确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。
作为一个实施例，所述确定单元601确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据；
针对每一个第一符号，对该第一符号的频域数据与根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。
作为一个实施例，所述合并单元602对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
针对该预设数量个第一符号，通过对来自相同接收天线、相同子载波的待合并频域数据进行相干合并，得到第二符号的频域数据。
作为一个实施例，所述合并单元602对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行加权处理，得到第二符号的频域数据。
至此，完成图6所示装置的描述。
由以上描述可以看出，本申请实施例中，通过对传输同一前导码的多个符号的频域数据进行相干合并，可有效压缩噪声，提升信噪比，进而提升前导码的检出率；同时，由于相干合并后需要执行后续处理的数据量明显减少，可有效降低运算开销，提升检测效率。基于上述前导码检出率以及检测效率的提升，可大大提升系统的随机接入性能。
以上所述仅为本申请实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种前导码检测方法，其特征在于，应用于基站，所述方法包括：
确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，其中，每一个第一符号用于传输相同的前导码；
针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据；
基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出所述前导码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据；
针对每一个第一符号，对该第一符号的频域数据与根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
针对该预设数量个第一符号，通过对来自相同接收天线、相同子载波的待合并频域数据进行相干合并，得到第二符号的频域数据。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行加权处理，得到第二符号的频域数据。
6.一种前导码检测装置，其特征在于，应用于基站，所述装置包括：
确定单元，用于确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，其中，每一个第一符号用于传输相同的前导码；
合并单元，用于针对每预设数量个第一符号，对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据；
处理单元，用于基于合并后得到的所有第二符号的频域数据进行处理，以检测出所述前导码。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据，将该频域数据作为待合并频域数据。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元确定来自用户终端的每一个第一符号的待合并频域数据，包括：
对通过物理随机接入信道接收到的信号进行降采样，得到每一个第一符号的频域数据；
针对每一个第一符号，对该第一符号的频域数据与根序列进行相关运算，得到该第一符号的待合并频域数据。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述合并单元对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
针对该预设数量个第一符号，通过对来自相同接收天线、相同子载波的待合并频域数据进行相干合并，得到第二符号的频域数据。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述合并单元对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行相干合并，得到合并后的第二符号的频域数据，包括：
对该预设数量个第一符号的待合并频域数据进行加权处理，得到第二符号的频域数据。
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