CN117295181A - Nr前导序列检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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CN117295181A CN202311476561.4A CN202311476561A CN117295181A CN 117295181 A CN117295181 A CN 117295181A CN 202311476561 A CN202311476561 A CN 202311476561A CN 117295181 A CN117295181 A CN 117295181A
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鞠震宇
郑康
杨杰
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Abstract

本发明公开了一种NR前导序列检测方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：根据接收到的频域信号确定功率时延谱；对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据所述判决结果确定前导序列。相对于现有的采用单一门限判决的方式确定前导序列，本发明上述方式能够更佳精确的检测出前导序列，排除虚假检测出的前导序号，提升在多用户场景和多径场景下的检测性能。

Description

NR前导序列检测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种NR前导序列检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)规定的新空口(New Radio，NR)系统中，物理随机接入信道(Physical Random Acc ess Channel，PRACH)在定时同步发挥着重要的作用，随机接入通常在用户通电或者从睡眠模式开启，或者从一个小区切换到另外一个小区期间，或者失去上行链路定时同步时执行。在随机接入时，假设已经获取了下行链路时间同步，用户可以执行随机接入前导码传输。当基站成功接收到随机接入前导码时，它向用户发送指示成功接收到的前导码的随机接入响应以及定时提前量和上行链路资源分配信息。用户通过将其随机接入的前导码与从基站接收到的前导码信息相匹配来确定其随机接入是否成功，如果前导码数量匹配，用户则假设前导码传输成功，并且随后使用定时提前量来调整其上行链路定时。在用户已经获得上行链路定时同步后，它可以发送上行链路调度。
由于无线信号在传输过程中受多种因素的影响，会产生多径信号，各个径的时延不同，基站接收到的信号为多径信号的叠加，可能影响基站对随机接入前导码的检测。另外在多个用户同时进行接入时，基站检测前导码时可能存在多个用户相互干扰的问题，且对于小区边缘用户，信号的功率强度较低，也会影响到检测性能。3GPP通过虚检概率和检测概率来衡量基站的接收性能，其中虚检概率为终端未发送前导序列，但基站检测到前导序列的概率；检测概率为终端发送前导序列，基站检测到正确的前导序列的概率。
目前常用技术就是对功率时延谱进行窗的划分，在每个窗内搜索最大峰值，峰值大于设定的门限值，即判定存在前导序列，小于门限值即判定不存在前导序列，同时最大峰值对应的位置就是定时提前量。采用单一的门限判决，实现上较为简单，针对单用户场景，在高斯白噪声信道下能够有较好的检测性能。但是在多径信道下，单一的门限判决不能够较好的匹配不同的信道，门限不够自适应，容易出现漏检和虚检问题。同时在多用户场景下，由于用户之间的干扰，对虚检的排除尤为重要，单一的门限判决往往容易出现虚检。另外在时域变换时，IFFT点数过采样带来的峰值泄露导致临近窗内出现较大峰值，单一的门限判决往往会出现虚检。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种NR前导序列检测方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术NR前导序列检测效率不高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种NR前导序列检测方法，所述方法包括以下步骤：
根据接收到的频域信号确定功率时延谱；
对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；
确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；
根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；
根据所述判决结果确定前导序列。
可选地，所述根据接收到的频域信号确定功率时延谱的步骤，包括：
从接收到的频域信号中提取PRACH数据；
根据所述PRACH数据确定频域相关数据；
对所述频域相关数据进行快速傅里叶逆变换，得到时域相关数据；
根据所述时域相关数据确定功率时延谱。
可选地，所述根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果的步骤，包括：
根据所述最大功率值和预设虚检门限对所述目标窗口进行虚检门限判决，得到虚检门限判决结果；
基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果；
基于所述峰值门限判决结果和所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行SINR门限判决，得到SINR门限判决结果；
基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
可选地，所述基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果的步骤，包括：
根据所述目标窗口确定峰值门限；
根据所述虚检门限判决结果确定待判决窗口；
确定所述待判决窗口对应的峰值功率；
根据所述峰值功率和所述峰值门限对所述待判决窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果。
可选地，所述基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果的步骤，包括：
根据所述SINR门限判决结果确定计数判决窗口；
根据所述计数判决窗口确定峰值计数门限；
确定所述计数判决窗口对应的功率时延值；
根据所述功率时延值和所述峰值计数门限对所述计数判决窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
可选地，所述对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口的步骤，包括：
确定循环移位个数；
根据所述循环移位个数和预设窗口划分策略对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口。
可选地，所述确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值的步骤，包括：
确定所述目标窗口对应的最大功率值和过采样倍数；
根据所述目标窗口、所述最大功率值和所述过采样倍数确定峰值功率；
根据所述峰值功率确定峰值与噪声比值。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种NR前导序列检测装置，所述装置包括：
功率时延谱确定模块，用于根据接收到的频域信号确定功率时延谱；
划分模块，用于对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；
确定模块，用于确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；
判决模块，用于根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；
前导序列确定模块，用于根据所述判决结果确定前导序列。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种NR前导序列检测设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的NR前导序列检测程序，所述NR前导序列检测程序配置为实现如上文所述的NR前导序列检测方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有NR前导序列检测程序，所述NR前导序列检测程序被处理器执行时实现如上文所述的NR前导序列检测方法的步骤。
本发明根据接收到的频域信号确定功率时延谱；对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据所述判决结果确定前导序列。由于本发明是根据最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值对目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据判决结果确定前导序列。相对于现有的采用单一门限判决的方式确定前导序列，本发明上述方式通过虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，能够更佳精确的检测出前导序列，排除虚假检测出的前导序号，提升在多用户场景和多径场景下的检测性能。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的NR前导序列检测设备的结构示意图；
图2为本发明NR前导序列检测方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明NR前导序列检测方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明NR前导序列检测方法第二实施例的前导序列检测流程示意图；
图5为本发明NR前导序列检测装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的NR前导序列检测设备结构示意图。
如图1所示，该NR前导序列检测设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(Wireless-Fidelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对NR前导序列检测设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及NR前导序列检测程序。
在图1所示的NR前导序列检测设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明NR前导序列检测设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在NR前导序列检测设备中，所述NR前导序列检测设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的NR前导序列检测程序，并执行本发明实施例提供的NR前导序列检测方法。
基于上述NR前导序列检测设备，本发明实施例提供了一种NR前导序列检测方法，参照图2，图2为本发明NR前导序列检测方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述NR前导序列检测方法包括以下步骤：
步骤S10：根据接收到的频域信号确定功率时延谱。
需要说明的是，本实施例的执行主体可以是一种具有数据处理、网络通信以及程序运行功能的计算服务设备，例如手机、平板电脑、个人电脑等，或者是一种能够实现上述功能的电子设备或前导序列检测设备。以下以所述前导序列检测设备为例，对本实施例及下述各实施例进行说明。
应理解的是，3GPP协议定义了PRACH信道，其重要作用就是进行定时同步，其信号具有包络恒定的特点，在进行傅里叶变换前后不会改变序列的性质，其良好的互相关性和零自相关性，使得序列在傅里叶逆变换后进行峰值搜索能够估计定时提前量和前导序列的检测。
需要说明的是，所述功率时延谱(Power Delay Profile，PDP)是指在无线信道中，接收端接收到的信号的功率与到达时间延迟之间的关系。所述根据接收到的频域信号确定功率时延谱可以是：从接收到的频域信号中提取PRACH数据；
根据所述PRACH数据确定频域相关数据；
对所述频域相关数据进行快速傅里叶逆变换，得到时域相关数据；
根据所述时域相关数据确定功率时延谱。
需要说明的是，所述根据所述PRACH数据确定频域相关数据可以是将所述PRACH数据与本地基序列进行共轭相乘，然后尾部补零满足IFFT变换点数N，得到N点频域相关数据，即频域相关数据。其中，N用于表征频率的采样点数，N的取值通常为256、512、1024或2048中的任意一个。可根据实际使用场景自定义设置。所述根据所述时域相关数据确定功率时延谱可以是根据所述时域相关数据计算功率，得到功率时延谱Ppdp。如果存在多接收天线或者多次重复发送信号的情况，需要将所述功率时延谱进行合并，可采用平均合并或者等增益合并等方式进行功率时延谱的合并。本实施中在此不加以限制。
步骤S20：对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口。
需要说明的是，所述对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口可以是按照预设划分份数对所述功率时延谱进行划分，得到预设划分份数个目标窗口。
进一步的，为了消除IFFT变换峰值泄露带来的虚检问题，所述步骤S20，可包括：确定循环移位个数；
根据所述循环移位个数和预设窗口划分策略对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口。
需要说明的是，所述循环移位个数其中，LRA为PRACH序列长度，Ncs为循环移位的长度。所述根据所述循环移位个数和预设窗口划分策略对所述功率时延谱进行划分可以是：先将N点的功率时延谱数据右移Noversample点，即原来的位置N-Noversample变为位置0，原来的位置N-1变为Noversample-1，原来的位置0变为位置Noversample，原来的位置1变为位置Noversample+1，以此类推得到新的N点功率时延谱，将所述新的N点功率时延谱作为所述功率时延谱。然后将功率时延谱划分为Nv份，即划分Nv个目标窗口，每个窗口内包含的功率时延谱点数为/>其中，过采样倍数/>每个窗序号与前导序列号对应的关系为，第一个窗对应的前导序列号为0，第二个窗对应的前导序列号为Nv-1，第三个窗对应的前导序列号为Nv-2，以此类推，最后一个窗对应的前导序列号为1。本实施例通过改进的窗划分方式，可以消除时域变换过采样带来的峰值泄露引起的虚检。
应理解的是，由于过采样点的影响(IFFT点数N大于实际前导码长度L_RA)，在IFFT变换后，峰值点附近可能有Noversample＝|N/LRA|个功率较大的峰值，假定窗1和窗2交界位置附近，明明在窗1的峰值点，在相邻的窗2也会有对应峰值，这些峰值会影响窗2的前导码检测，因此本文提出分窗方式可以解决时域变换时，IFFT点数过采样会引入峰值泄露，在相邻的窗内出现较大的峰值，可能出现虚检的问题。
步骤S30：确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值。
需要说明的是，所述确定所述目标窗口对应的最大功率值可以是确定划分的各个目标窗口的最大功率值。考虑过采样的影响，所述峰值功率Ps为所述最大功率值以及所述最大功率值左右Noversample个点的功率总和。其中，Noversample用于表征过采样倍数：N为采样点数，LRA为PRACH序列长度。
噪声功率累积值Pn为N点功率值总和减去所有目标窗口的功率峰值，最终每个目标窗口的峰值与噪声比值为：
Ps*(N-Nv*(2*Noversample+1))/(Pn*LRA)。
其中，Ps用于表征目标窗口的峰值功率，N用于表征采样点数，Nv用于表征循环移位个数，Noversample用于表征过采样倍数，Pn用于表征噪声功率累积值，LRA用于表征PRACH序列长度。
步骤S40：根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果。
需要说明的是，所述对所述目标窗口进行虚检门限判决可以是将各个目标窗口的最大功率值与预设虚检门限进行比较，得到虚检门限判决结果。所述对所述目标窗口进行峰值门限判决可以是将所述峰值功率与预设峰值门限进行比较，得到峰值门限判决结果。所述对所述目标窗口进行SINR门限判决可以是将所述峰值与噪声比值和预设SINR门限值进行比较，得到SINR门限判决结果。所述对所述目标窗口进行峰值计数个数判决可以是确定目标窗口的功率时延谱，将所述功率时延谱与预设峰值计数门限进行比较，若所述功率时延谱大于所述预设峰值计数门限，则目标计数加1，判断目标计数是否大于预设峰值计数个数，若目标计数小于所述预设峰值计数个数，则认为所述目标窗口存在前导码，否则，认为所述目标窗口无前导码发送，得到峰值计数个数判决结果。根据所述虚检门限判决结果、所述峰值门限判决结果、所述SINR门限判决结果和峰值计数个数判决结果确定虚检排除门限，根据所述虚检排除门限和峰值与噪声比值确定判决结果。其中，所述预设虚检门限、所述预设峰值门限、所述预设SINR门限值、预设峰值计数门限、所述预设峰值计数个数均可以是预先设置的值，具体可根据使用场景自定义设置，本实施例在此不加以限制。
步骤S40：根据所述判决结果确定前导序列。
需要说明的是，所述根据所述判决结果确定前导序列可以是根据所述判决结果确定各个目标窗口的前导码，根据所述前导码确定前导序列。
本实施例根据接收到的频域信号确定功率时延谱；对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据所述判决结果确定前导序列。由于本实施例是根据最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值对目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据判决结果确定前导序列。相对于现有的采用单一门限判决的方式确定前导序列，本实施例上述方式通过虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，能够更佳精确的检测出前导序列，排除虚假检测出的前导序号，提升在多用户场景和多径场景下的检测性能。
参考图3，图3为本发明NR前导序列检测方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，在本实施例中，所述步骤S40包括：
步骤S401：根据所述最大功率值和预设虚检门限对所述目标窗口进行虚检门限判决，得到虚检门限判决结果。
需要说明的是，所述根据所述最大功率值和预设虚检门限对所述目标窗口进行虚检门限判决，得到虚检门限判决结果可以是将所述目标窗口的最大功率值与所述预设虚检门限进行对比，根据对比结果确定虚检门限判决结果。
具体的，若所述最大功率值大于所述预设虚检门限，则将所述目标窗口置为1，(这里将所述目标窗口置1是表示记录一个标志，为1表示此窗满足条件，可以进行下一步判断，否则判定此窗内无前导码。前导码和窗口值对应关系为：每个窗序号与前导序列号对应的关系为，第一个窗对应的前导序列为0，第二个窗对应的前导序列号为Nv-1，第三个窗对应的前导序列号为Nv-2，以此类推，最后一个窗对应的前导序列号为1。)如果最大功率值小于或等于所述预设虚检门限，则该目标窗口置为0，判定此目标窗口无前导码发送，无需进行后续检测步骤。其中，所述预设虚检门限是根据3GPP协议给出的虚检概率要求进行仿真所得，或者根据经验设定，不同的接收天线数目和不同的重复发送次数对应不同的预设虚检门限。
步骤S402：基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果。
需要说明的是，所述基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果可以是根据所述虚检门限判决结果确定待判决窗口，根据峰值门限对所述待判决窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果。
进一步的，为了得到更加精确的前导序列，所述步骤S402，可包括：根据所述目标窗口确定峰值门限；
根据所述虚检门限判决结果确定待判决窗口；
确定所述待判决窗口对应的峰值功率；
根据所述峰值功率和所述峰值门限对所述待判决窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果。
需要说明的是，所述根据所述目标窗口确定峰值门限可以是从划分的各个目标窗口中确定最大的峰值功率，记为Pmax，Pmax乘以衰减因子A，得到峰值门限。所述衰减因子是根据经验值或者仿真所得。本实施例在此不加以限制。所述根据所述虚检门限判决结果确定待判决窗口可以是将所述虚检门限判决结果中置为1的窗口作为所述待判决窗口。所述根据所述峰值功率和所述峰值门限对所述待判决窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果可以是判断所述峰值功率是否大于所述峰值门限，若大于，则将所述待判决窗口置为1，否则，将所述待判决窗口置为0，判定所述待判决窗口内无前导码发送，无需进行后续检测步骤。
步骤S403：基于所述峰值门限判决结果和所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行SINR门限判决，得到SINR门限判决结果。
需要说明的是，所述基于所述峰值门限判决结果和所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行SINR门限判决，得到SINR门限判决结果可以是根据所述峰值门限判决结果确定峰值门限判决中被置为1的SINR门限判决窗口，判断所述SINR门限判决窗口对应的峰值与噪声比值是否大于预设SINR门限，若大于，则将所述SINR门限判决窗口置为1，否则，将SINR门限判决窗口置为0，判定SINR门限判决窗口内无前导码发送，无需进行后续检测步骤。通常，预设SINR门限是根据不同的接收天线数目和不同的重复发送次数仿真所得。
步骤S404：基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
需要说明的是，所述基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果可以是根据所述SINR门限判决结果确定SINR门限判决结果中置为1的计数判决窗口，将所述计数判决窗口的功率时延谱与预设峰值计数门限进行对比，若计数判决窗口的功率时延谱大于预设峰值计数门限，则判定计数判决窗口存在前导码序列，否则，判定计数判决窗口不存在前导码序列，得到判决结果。
进一步的，所述步骤S404，可包括：根据所述SINR门限判决结果确定计数判决窗口；
根据所述计数判决窗口确定峰值计数门限；
确定所述计数判决窗口对应的功率时延值；
根据所述功率时延值和所述峰值计数门限对所述计数判决窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
需要说明的是，所述根据所述SINR门限判决结果确定计数判决窗口可以是将所述SINR门限判决结果中被置为1的窗口记为所述计数判决窗口。所述根据所述计数判决窗口确定峰值计数门限可以是确定所述计数判决窗口的最大功率值，将所述最大功率值乘以衰减因子B得到峰值计数门限。所述功率时延值为根据所述计数判决窗口对应的功率时延谱计算得到的时延值。所述根据所述功率时延值和所述峰值计数门限对所述计数判决窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果可以是将所述功率时延值与所述峰值计数门限进行对比，若所述功率时延值大于所述峰值计数门限，则目标计数加1，目标计数用于表征窗内功率值大于峰值计数门限的个数。若所述目标计数小于预设峰值计数个数，则判定计数判决窗口存在前导码，否则，判定计数判决窗口无前导码发送。通常，衰减因子和设定的峰值计数个数是根据经验值或者仿真所得。
进一步的，在对目标窗口进行计数个数判决后，如果置为1的窗(即检测到存在前导码的窗口)个数大于1，则将存在前导码的窗口对应的峰值与噪声比值进行排序，排序结果中的最大值减去差值E，得到虚检排除门限，如果存在前导码的窗口的峰值与噪声比值小于所述虚检排除门限，则将存在前导码的窗口也置为0，由此得到最终所有检测到的存在前导码的窗口。通常，差值E与置为1的窗个数有关，通过仿真得到事先保存。根据检测到存在前导码的窗口所在的位置，即可以确定前导序列。
在具体实施中，可参照图4，图4为本发明NR前导序列检测方法第二实施例的前导序列检测流程示意图；具体检测步骤包括：
1)从接收到的频域信号中提取出PRACH数据，与本地基序列进行共轭相乘，然后尾部补零满足IFFT变换点数N(N的取值通常为256/512/1024/2048)，得到N点频域相关数据。
2)对N点频域相关数据进行快速傅里叶逆变换，得到N点时域相关数据，然后计算其功率，得到功率时延谱Ppdp，如果存在多接收天线或者多次重复发送信号的情况，将其功率时延谱进行合并，可采用平均合并或者等增益合并等方式。
3)将N点功率时延谱划分为Nv份，即划分Nv个窗，每个窗内包含的功率时延谱点数为其中，循环移位个数/>LRA为PRACH序列长度，Ncs为循环移位的长度，过采样倍数/>每个窗序号与前导序列号对应的关系为，第一个窗对应的前导序列号为0，第二个窗对应的前导序列号为Nv-1，第三个窗对应的前导序列号为Nv-2，以此类推，最后一个窗对应的前导序列号为1。
为了消除IFFT变换峰值泄露带来的虚检问题，本实施例提出了一种新的窗划分方式，具体为：先将N点功率时延谱数据右移Noversample点，即原来的位置N-Noversample变为位置0，原来的位置N-1变为Noversample-1，原来的位置0变为位置Noversample，原来的位置1变为位置Noversample+1，以此类推得到新的N点功率时延谱，然后按照上述窗划分方式进行划分。然后依次对每个窗内的功率点进行搜索，找出最大功率值，以及最大功率值对应的位置。
4)依次对每个窗求峰值功率，考虑到过采样的影响，每个窗的峰值功率Ps为最大功率值以及左右Noversample个点的功率总和，噪声功率累积值Pn为N点功率值总和减去所有窗的功率峰值，最终每个窗的峰值与噪声比值为Ps*(N-Nv*(2*Noversample+1))/(Pn*LRA)。
5)依次将每个窗的最大功率值与虚检门限进行比较，如果大于虚检门限，则该窗置为1，继续进行判决步骤6)，如果小于虚检门限，则该窗置为0，此窗内无前导码发送，无需进行后续检测步骤。通常，虚检门限是根据3GPP协议给出的虚检概率进行仿真所得，或者根据经验设定，不同的接收天线数目和不同的重复发送次数对应不同的虚检门限。
6)对步骤4)得到的所有窗的峰值功率进行比较，找出其中最大的峰值功率，记为最大值Pmax，然后Pmax乘以衰减因子A，得到峰值门限。依次将步骤5)置为1的窗的峰值功率与峰值门限进行比较，如果峰值功率大于峰值门限，则该窗置为1，继续进行判决步骤7)，如果小于峰值门限，则该窗置为O，此窗内无前导码发送，无需进行后续检测步骤。通常，衰减因子是根据经验值或者仿真所得。
7)依次将步骤6)置为1的窗算得的峰值与噪声比值与SINR门限进行比较，如果比值大于SINR门限，则该窗置为1，继续进行判决步骤8)，如果比值小于SINR门限，则该窗置为0，此窗内无前导码发送，无需进行后续检测步骤。通常，SINR门限是根据不同的接收天线数目和不同的重复发送次数仿真所得。
8)依次将步骤7)置为1的窗的最大功率值各自乘以衰减因子B得到峰值计数门限，各自窗内的所有功率时延谱与峰值计数门限进行比较，如果大于峰值计数门限，则个数加1，得到窗内功率值大于峰值计数门限的个数，如果个数小于设定的峰值计数个数，则认为该窗存在前导码序列，否则，认为该窗无前导码发送。通常，衰减因子和设定的峰值计数个数是根据经验值或者仿真所得。
9)如果置为1的窗(即检测到存在前导码的窗)个数大于1，则将这些窗算得的峰值与噪声比值进行排序，最大值减去差值E，得到虚检排除门限，如果该窗的峰值与噪声比值小于虚检排除门限，则将该窗也置为O，由此得到最终所有检测到的前导码。通常，差值E与置为1的窗个数有关，通过仿真得到事先保存。
10)检测到前导码所在窗的位置，可以得到前导码序列，根据该窗最大功率值对应的位置可以确定定时提前量，如果最大功率值位置小于Noversample，则定时提前量为0，如果最大功率值位置大于Noversample，则真实的定时提前量为最大功率值位置减去Noversample。
通过步骤1)～步骤10)，可以实现单用户或者多用户PRACH信道的前导序列检测，步骤3)采用优化的窗划分方式，可以消除时域IFFT变换带来的峰值功率泄露引起的虚检，步骤4)～步骤10)采用多个维度的检测判决方式，与现有技术的单门限判决或者双门限判决相比，可以改善多用户和多径信道场景下的检测性能。
本实施例根据所述最大功率值和预设虚检门限对所述目标窗口进行虚检门限判决，得到虚检门限判决结果；基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果；基于所述峰值门限判决结果和所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行SINR门限判决，得到SINR门限判决结果；基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。本实施例主要应用在时域变换过采样带来的虚检场景、多用户场景、多径信道场景，能够体现出更佳的虚检性能和检测性能。IFFT变换时由于过采样率会导致峰值的功率泄露到相邻的窗，对相邻窗进行搜索时，很大概率会检测出本身没有发送的前导序列，从而引起虚检。而本实施例通过改进的窗划分方式，可以避免IFFT变换峰值泄露带来的虚检问题，从而提升虚检性能。相关技术一般通过单门限或者双门限进行检测判决，但是对于多用户场景，用户之间会存在相互干扰的问题，对于多径信道场景，用户的功率时延谱会发生衰减和变形的问题，只是单一的功率门限并不能很好的识别到用户的真是前导序号，而本实施例不仅通过功率门限同时增加峰值分布规律以及虚检排除的维度，能够提高前导序列检测效率。
参照图5，图5为本发明NR前导序列检测装置第一实施例的结构框图。
如图5所示，本发明实施例提出的NR前导序列检测装置包括：
功率时延谱确定模块10，用于根据接收到的频域信号确定功率时延谱；
划分模块20，用于对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；
确定模块30，用于确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；
判决模块40，用于根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；
前导序列确定模块50，用于根据所述判决结果确定前导序列。
本实施例根据接收到的频域信号确定功率时延谱；对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据所述判决结果确定前导序列。由于本实施例是根据最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值对目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；根据判决结果确定前导序列。相对于现有的采用单一门限判决的方式确定前导序列，本实施例上述方式通过虚检门限判决、峰值门限判决、SI NR门限判决和峰值计数个数判决，能够更佳精确的检测出前导序列，排除虚假检测出的前导序号，提升在多用户场景和多径场景下的检测性能。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的NR前导序列检测方法，此处不再赘述。
基于本发明上述NR前导序列检测装置第一实施例，提出本发明NR前导序列检测装置的第二实施例。
在本实施例中，所述功率时延谱确定模块10，还用于从接收到的频域信号中提取PRACH数据；
根据所述PRACH数据确定频域相关数据；
对所述频域相关数据进行快速傅里叶逆变换，得到时域相关数据；
根据所述时域相关数据确定功率时延谱。
进一步的，所述判决模块40，还用于根据所述最大功率值和预设虚检门限对所述目标窗口进行虚检门限判决，得到虚检门限判决结果；
基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果；
基于所述峰值门限判决结果和所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行SINR门限判决，得到SINR门限判决结果；
基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
进一步的，所述判决模块40，还用于根据所述目标窗口确定峰值门限；
根据所述虚检门限判决结果确定待判决窗口；
确定所述待判决窗口对应的峰值功率；
根据所述峰值功率和所述峰值门限对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果。
进一步的，所述判决模块40，还用于根据所述SINR门限判决结果确定计数判决窗口；
根据所述计数判决窗口确定峰值计数门限；
确定所述计数判决窗口对应的功率时延值；
根据所述功率时延值和所述峰值计数门限对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
进一步的，所述划分模块20，还用于确定循环移位个数；
根据所述循环移位个数和预设窗口划分策略对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口。
进一步的，所述确定模块30，还用于确定所述目标窗口对应的最大功率值和过采样倍数；
根据所述目标窗口、所述最大功率值和所述过采样倍数确定峰值功率；
根据所述峰值功率确定峰值与噪声比值。
本发明NR前导序列检测装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有NR前导序列检测程序，所述NR前导序列检测程序被处理器执行时实现如上文所述的NR前导序列检测方法的步骤。
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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。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、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，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一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种NR前导序列检测方法，其特征在于，所述NR前导序列检测方法包括以下步骤：
根据接收到的频域信号确定功率时延谱；
对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；
确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；
根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；
根据所述判决结果确定前导序列。
2.如权利要求1所述的NR前导序列检测方法，其特征在于，所述根据接收到的频域信号确定功率时延谱的步骤，包括：
从接收到的频域信号中提取PRACH数据；
根据所述PRACH数据确定频域相关数据；
对所述频域相关数据进行快速傅里叶逆变换，得到时域相关数据；
根据所述时域相关数据确定功率时延谱。
3.如权利要求1所述的NR前导序列检测方法，其特征在于，所述根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果的步骤，包括：
根据所述最大功率值和预设虚检门限对所述目标窗口进行虚检门限判决，得到虚检门限判决结果；
基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果；
基于所述峰值门限判决结果和所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行SINR门限判决，得到SINR门限判决结果；
基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
4.如权利要求3所述的NR前导序列检测方法，其特征在于，所述基于所述虚检门限判决结果和所述峰值功率对所述目标窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果的步骤，包括：
根据所述目标窗口确定峰值门限；
根据所述虚检门限判决结果确定待判决窗口；
确定所述待判决窗口对应的峰值功率；
根据所述峰值功率和所述峰值门限对所述待判决窗口进行峰值门限判决，得到峰值门限判决结果。
5.如权利要求3所述的NR前导序列检测方法，其特征在于，所述基于所述SINR门限判决结果对所述目标窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果的步骤，包括：
根据所述SINR门限判决结果确定计数判决窗口；
根据所述计数判决窗口确定峰值计数门限；
确定所述计数判决窗口对应的功率时延值；
根据所述功率时延值和所述峰值计数门限对所述计数判决窗口进行峰值计数个数判决，得到判决结果。
6.如权利要求1-5任一项所述的NR前导序列检测方法，其特征在于，所述对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口的步骤，包括：
确定循环移位个数；
根据所述循环移位个数和预设窗口划分策略对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口。
7.如权利要求1-5任一项所述的NR前导序列检测方法，其特征在于，所述确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值的步骤，包括：
确定所述目标窗口对应的最大功率值和过采样倍数；
根据所述目标窗口、所述最大功率值和所述过采样倍数确定峰值功率；
根据所述峰值功率确定峰值与噪声比值。
8.一种NR前导序列检测装置，其特征在于，所述NR前导序列检测装置包括：
功率时延谱确定模块，用于根据接收到的频域信号确定功率时延谱；
划分模块，用于对所述功率时延谱进行划分，得到目标窗口；
确定模块，用于确定所述目标窗口对应的最大功率值、峰值功率以及峰值与噪声比值；
判决模块，用于根据所述最大功率值、所述峰值功率以及所述峰值与噪声比值对所述目标窗口进行虚检门限判决、峰值门限判决、SINR门限判决和峰值计数个数判决，得到判决结果；
前导序列确定模块，用于根据所述判决结果确定前导序列。
9.一种NR前导序列检测设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的NR前导序列检测程序，所述NR前导序列检测程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的NR前导序列检测方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有NR前导序列检测程序，所述NR前导序列检测程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的NR前导序列检测方法的步骤。
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