CN114567891A - 基于频偏校正的随机接入处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种基于频偏校正的随机接入处理方法及装置。所述基于频偏校正的随机接入处理方法包括：获得来自第二节点的接收信号；执行检测程序，包括：将接收信号和本地序列进行相关计算，并基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值；当辨识出存在一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出往返传输延时值；当辨识出存在两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据频偏对接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序；将往返传输延时值反馈给第二节点，以使第二节点基于往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程。因此，可提高检测概率。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于频偏校正的随机接入处理方法及装置。
背景技术
以长期演进(Long Term Evolution，LTE)通信系统为例，当终端进行接入时，会发送随机接入前导码(PRACH preamble)给基站，基站检测到随机接入前导码后会发送随机接入信道响应(random access channel response，RAR)给终端。
当终端相对基站有移动速度时，无线通信的下行链路和上行链路都会产生多普勒频偏，所述多普勒频偏计算公式如下：
其中，fd为多普勒频偏，fc为载波频率，v为移动台的移动速度，c为光速，根据计算公式可知，相同的载波频率，当终端相对基站移动的速度越大，无线通信的下行链路和上行链路所产生的多普勒频偏越大(另外，终端相对基站的初始载波频偏也可能比较大)。
在载波频偏和多普勒频偏累加的总频偏越大的情况下，基站对随机接入前导码的检测概率会大大下降，当总频偏超过一定范围，则基站可能检测不到随机接入前导码，甚至检测到错误的随机接入前导码。
因此，在高速移动的终端或者总频偏很大的终端的应用场景下，现有技术中长期以来一直存在基站检测到终端发送的随机接入前导码的检测概率不佳，使得终端无法正常接入网络的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种基于频偏校正的随机接入处理方法及装置，解决在高速移动的终端或者总频偏很大的终端的应用场景下，现有技术中长期以来一直存在基站检测到终端发送的随机接入前导码的检测概率不佳，使得终端无法正常接入网络的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
在一实施例中，提供了一种基于频偏校正的随机接入处理方法，应用于第一节点。所述基于频偏校正的随机接入处理方法包括以下步骤：获得来自第二节点的接收信号；执行检测程序，所述检测程序包括：将接收信号和本地序列进行相关计算，并基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值；当辨识出存在一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出往返传输延时值(round trip delay，RTD)；当辨识出存在两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序；将往返传输延时值反馈给第二节点，以使第二节点基于往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程。
在一实施例中，提供一种基于频偏校正的随机接入处理装置，设置在第一节点中，包括：传收模块、处理模块、估计模块和频偏修正模块，处理模块连接传收模块，估计模块连接处理模块和传收模块，频偏修正模块连接处理模块。其中，传收模块用于来自第二节点的接收信号，及反馈往返传输延时值给第二节点，以使第二节点基于往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程；处理模块用于执行检测程序，所述检测程序包括：将接收信号和本地序列进行相关计算，并基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值；估计模块用于当处理模块基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出往返传输延时值；频偏修正模块用于当处理模块辨识存在两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且将频偏校正后的接收信号传送给处理模块，使处理模块基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序。
在本申请实施例中，通过在检测随机接入前导码时，将接收信号跟本地序列信号进行相关计算，当辨识出相关计算的结果中存在两个较大峰值且所述两个较大峰值功率差没有超过门限值时(即辨识出产生频偏)，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序，从而提高检测概率，并且能够获得更准确的第一节点和第二节点之间的往返传输延时值。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为依据本发明实施例的基于频偏校正的随机接入处理装置的框图；
图2为依据本申请的功率时延谱的一实施例示意图；
图3为依据本申请的功率时延谱的另一实施例示意图；及
图4为依据本申请的基于频偏校正的随机接入处理方法的一实施例方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为依据本发明实施例的基于频偏校正的随机接入处理装置的框图。
如图1所示，基于频偏校正的随机接入处理装置100，可设置在第一节点中，包括：传收模块110、处理模块120、估计模块130和频偏修正模块140，处理模块120连接传收模块110，估计模块130连接处理模块120和传收模块110，频偏修正模块140连接处理模块120。其中，处理模块120、估计模块130和频偏修正模块140可由一个或多个处理器执行被载入一个或多个存储模块的特定程序后产生，或是包含在一个或多个处理器中，所述处理器可为处理单元、微处理器或任何合适的处理元件；存储模块可以包含任何类型的易失性存储器(volatile memory)和/或非易失性存储器(non-volatile memory)，例如：静态随机接入存储器(SRAM)、动态随机接入存储器(DRAM)、闪存(Flash)、只读存储器(ROM)等。
传收模块110可用于来自第二节点的接收信号，及反馈往返传输延时值给第二节点，以使第二节点基于往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程。其中，第一节点和第二节点可以分别为中心节点和非中心节点(即待接入的节点)，也可以分别为基站和终端(即第一节点为基站，第二节点为终端)，也可以都是终端(即第二节点为待接入的终端)。
其中，所述接收信号的随机接入前导码是由第二节点根据根序列号生成Zaddoff-Chu(ZC)根序列，生成ZC根序列的公式为：
xu(n)为ZC根序列，u为根序列号，NZC为ZC根序列的长度，0≤n≤NZC-1，n为常数。每个根序列对应的一个逆序列号为du(下述为ZC根序列的du值)，du为满足(udu)mod NZC＝1的最小非负整数。举例而言，在LTE协议中定义的ZC根序列的长度有两种，NZC＝839和NZC＝139，当NZC＝839时，物理随机接入信道(PRACH)子载波间隔为1.25khz，此时，当根序列号(即u)为12时，则逆序列号(即du)为70；当根序列号(即u)为793时，则逆序列号(即du)为383。
在一实施例中，所述第二节点也将同步信息序列经调制后所获得的发送序列传送给所述第一节点(即基于频偏校正的随机接入处理装置100的传收模块110)，其中，所述发送序列在所述第二节点称为同步序列，在所述第一节点称为本地序列。
处理模块120可用于执行检测程序，所述检测程序包括：将接收信号和本地序列进行相关计算，并基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值。
在一实施例中，所述处理模块120可对接收信号进行频率校正和降采样，然后进行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，提取出具有ZC根序列的长度的频域信号(例如：NZC＝839时，提取839点的频域信号)；然后将具有ZC根序列的长度的频域信号与本地序列进行相关计算。
在一实施例中，处理模块120将接收信号和本地序列进行相关计算后可获得功率时延谱，处理模块120进一步根据所述功率时延谱辨识存在一个或两个较大峰值。例如，请参阅图2和图3，图2为依据本申请的功率时延谱的一实施例示意图，图3为依据本申请的功率时延谱的另一实施例示意图，其中，图2和图3都是在NZC＝893且PRACH子载波间隔为1.25khz的情况下的功率时延谱，所述功率时延谱的横轴为时延值(单位为采样间隔)，纵轴为功率(以dB为单位的对数值)；图2的所述功率时延谱中只在177的位置处有一个较大的峰值；图3的所述功率时延谱中在177和247的位置处分别有一个较大的峰值(即所述功率时延谱中出现两个较大的峰值)，两个较大的峰值之间相距du(即du＝70)，需注意的是，图3为根序列号(即u)为12时的功率时延谱。
在一实施例中，所述处理模块120可基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在所述一个或两个较大峰值，包括：所述处理模块120可基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值(即所述功率时延谱中存在多个峰值)；所述处理模块120可基于所述多个峰值选取前N个较大的峰值，其中，所述N为大于或等于2的正整数；所述处理模块120可判断所述前N个较大的峰值中相距为du的两个峰值(即所述两个峰值的位置相距du)的功率差是否超过门限值，其中，所述du为ZC根序列的du值；当所述处理模块120判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；当所述处理模块120判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
在一实施例中，所述处理模块120可基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在所述一个或两个较大峰值，包括：所述处理模块120可基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值(即所述功率时延谱中存在多个峰值)；所述处理模块120可基于所述多个峰值选取两个最大的峰值(即所述功率时延谱中功率最高的所述两个峰值)，并判断所述两个最大的峰值的功率差是否超过门限值；当所述处理模块120判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；当所述处理模块120判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
估计模块130可用于当处理模块120基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出往返传输延时值。由于处理模块120根据所述功率时延谱辨识存在一个较大峰值表示无线通信的下行链路和上行链路没有产生大频偏(即第一节点和第二节点之间没有频偏或者频偏很小)，估计模块130可直接根据所述功率时延谱中所述一个较大峰值的位置估计出所述往返传输延时值。
频偏修正模块140可用于当处理模块120辨识存在两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且将频偏校正后的接收信号传送给处理模块120，使处理模块120基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序。由于处理模块120根据所述功率时延谱辨识存在两个较大峰值表示无线通信的下行链路和上行链路产生大频偏，频偏修正模块140可基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正。
在一实施例中，频偏修正模块140可基于所述两个较大峰值之间的功率差和物理随机接入信道(PRACH)的整数子载波频率间隔，来估计所述接收信号的所述频偏。
在一实施例中，如果所述处理模块120基于频偏校正后的所述接收信号重新执行所述检测程序中，所述相关计算的结果仍然辨识存在两个较大峰值时(其代表先前频偏校正相反)，所述频偏修正模块140将所述频偏取反后对来自所述第二节点的所述接收信号进行频偏软校准和所述检测程序，以使后续执行所述检测程序的结果为辨识存在一个较大峰值。
所述第二节点在接收到所述往返传输延时值后，可基于所述往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程。其中，后续的随机接入流程可包括：所述第二节点以调整后的定时发送第一消息给所述第一节点，使所述第一节点解调所述第一消息，将所述第二节点接入物理随机接入信道。
因此，基于频偏校正的随机接入处理装置100可以通过在检测随机接入前导码时，将接收信号跟本地序列信号进行相关计算，当辨识出相关计算的结果中存在两个较大峰值且所述两个较大峰值功率差没有超过门限值时(即辨识出产生频偏)，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序，从而提高检测概率，并且能够获得更准确的第二节点和第一节点之间的往返传输延时值。
请参阅图4，其为依据本申请的基于频偏校正的随机接入处理方法的一实施例方法流程图；所述基于频偏校正的随机接入处理方法可以应用于第一节点。如图所示，所述基于频偏校正的随机接入处理方法可以包括以下步骤：获得来自第二节点的接收信号(步骤S210)；执行检测程序，所述检测程序包括：将接收信号和本地序列进行相关计算，并基于接收信号和本地序列进行相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值(步骤S220)；当辨识出存在一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出往返传输延时值(步骤S230)；当辨识出存在两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序(步骤S240)；将往返传输延时值反馈给第二节点，以使第二节点基于往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程(步骤S250)。
在一实施例中，所述步骤S220中的所述基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值，可包括：基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值；基于所述多个峰值选取前N个较大的峰值，其中，所述N为大于或等于2的正整数；判断所述前N个较大的峰值中相距为du的两个峰值的功率差是否超过门限值，其中，所述du为ZC根序列的du值；当判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；当判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
在一实施例中，所述步骤S220中的所述基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值，可包括：基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值；基于所述多个峰值选取两个最大的峰值，并判断所述两个最大的峰值的功率差是否超过门限值；当判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；当判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
在一实施例中，所述步骤S240中的所述基于频偏校正后的所述接收信号重新执行所述检测程序，包括：如果重新执行所述检测程序中，所述相关计算的结果仍然辨识存在两个较大峰值时，将所述频偏取反后对来自所述第二节点的所述接收信号进行频偏软校准和所述检测程序。所述基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，可包括：基于所述两个较大峰值之间的功率差和物理随机接入信道的整数子载波频率间隔，来估计所述接收信号的所述频偏。
综上所述，本申请提供一种基于频偏校正的随机接入处理方法及装置，通过在检测随机接入前导码时，将接收信号跟本地序列信号进行相关计算，当辨识出相关计算的结果中存在两个较大峰值且所述两个较大峰值功率差没有超过门限值时(即辨识出产生频偏)，基于所述两个较大峰值来估计接收信号的频偏，并根据所述频偏对接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的接收信号重新执行检测程序，从而提高检测概率，并且能够获得更准确的第一节点和第二节点之间的往返传输延时值。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本文中使用如“第一”、“第二”、“第三”等词是用来修饰权利要求中的组件，并非用来表示之间具有优先权顺序，先行关系，或者是一个组件先于另一个组件，或者是执行方法步骤时的时间先后顺序，仅用来区别具有相同名字的组件。
必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。另外，除非说明书中特别指明，否则任何单数格的用语都同时包含复数格的涵义。
本申请所述的方法中的全部或部分步骤可以计算器程序实现，例如计算机的操作系统、计算机中特定硬件的驱动程序、或软件程序。此外，也可实现在如上所示的其他类型程序。所属技术领域具有通常知识者可将本申请实施例的方法撰写成计算器程序，为求简明不再加以描述。依据本申请实施例方法实施的计算器程序可存储在适当的计算机可读取介质，例如DVD、CD-ROM、USB、硬盘，亦可置于可通过网络(例如，互联网，或其他适当载体)存取的网络服务器。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (8)
1.一种基于频偏校正的随机接入处理方法，应用于第一节点，其特征在于，包括以下步骤：
获得来自第二节点的接收信号；
执行检测程序，所述检测程序包括：将所述接收信号和本地序列进行相关计算，并基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值；
当辨识出存在所述一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出往返传输延时值；
当辨识出存在所述两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计所述接收信号的频偏，并根据所述频偏对所述接收信号进行频偏校正，且基于频偏校正后的所述接收信号重新执行所述检测程序；
将所述往返传输延时值反馈给所述第二节点，以使所述第二节点基于所述往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程。
2.如权利要求1所述的基于频偏校正的随机接入处理方法，其特征在于，所述基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值，包括：
基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值；
基于所述多个峰值选取前N个较大的峰值，其中，所述N为大于或等于2的正整数；
判断所述前N个较大的峰值中相距为du的两个峰值的功率差是否超过门限值，其中，所述du为Zaddoff-Chu(ZC)根序列的du值；
当判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；
当判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
3.如权利要求1所述的基于频偏校正的随机接入处理方法，其特征在于，所述基于所述接收信号和本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值，包括：
基于所述接收信号和本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值；
基于所述多个峰值选取两个最大的峰值，并判断所述两个最大的峰值的功率差是否超过门限值；
当所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；
当所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
4.如权利要求1所述的基于频偏校正的随机接入处理方法，其特征在于，所述基于频偏校正后的所述接收信号重新执行所述检测程序，包括：
如果重新执行所述检测程序中，所述相关计算的结果仍然辨识存在两个较大峰值时，将所述频偏取反后对来自所述第二节点的所述接收信号进行频偏软校准和所述检测程序。
5.一种基于频偏校正的随机接入处理装置，设置在第一节点中，其特征在于，包括：
传收模块，用于来自第二节点的接收信号，及反馈往返传输延时值给所述第二节点，以使所述第二节点基于所述往返传输延时值对定时进行调整，并继续进行后续的随机接入流程；
处理模块，连接所述传收模块，用于执行检测程序，所述检测程序包括：将所述接收信号和本地序列进行相关计算，并基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个或两个较大峰值；
估计模块，连接所述处理模块和所述传收模块，用于当所述处理模块基于所述接收信号和本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在一个较大峰值时，根据所述一个较大峰值的位置估计出所述往返传输延时值；
频偏修正模块，连接所述处理模块，用于当所述处理模块辨识存在所述两个较大峰值时，基于所述两个较大峰值来估计所述接收信号的频偏，并根据所述频偏对所述接收信号进行频偏校正，且将频偏校正后的所述接收信号传送给所述处理模块，使所述处理模块基于频偏校正后的所述接收信号重新执行所述检测程序。
6.如权利要求5所述的基于频偏校正的随机接入处理装置，其特征在于，所述处理模块基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在所述一个或两个较大峰值，包括：所述处理模块基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值；所述处理模块基于所述多个峰值选取前N个较大的峰值，其中，所述N为大于或等于2的正整数；所述处理模块判断所述前N个较大的峰值中相距为du的两个峰值的功率差是否超过门限值，其中，所述du为ZC根序列的du值；当所述处理模块判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；当所述处理模块判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
7.如权利要求5所述的基于频偏校正的随机接入处理装置，其特征在于，所述处理模块基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果辨识存在所述一个或两个较大峰值，包括：所述处理模块基于所述接收信号和所述本地序列进行所述相关计算的结果获得多个峰值；所述处理模块基于所述多个峰值选取两个最大的峰值，并判断所述两个最大的峰值的功率差是否超过门限值；当所述处理模块判断所述功率差超过所述门限值，则辨识存在所述一个较大峰值；当所述处理模块判断所述功率差没有超过所述门限值，则辨识存在所述两个较大峰值。
8.如权利要求5所述的基于频偏校正的随机接入处理装置，其特征在于，如果所述处理模块基于频偏校正后的所述接收信号重新执行所述检测程序中，所述相关计算的结果仍然辨识存在两个较大峰值时，所述频偏修正模块将所述频偏取反后对来自所述第二节点的所述接收信号进行频偏软校准和所述检测程序。
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