CN1980086B

CN1980086B - 一种随机接入消息解调的方法

Info

Publication number: CN1980086B
Application number: CN2006100750554A
Authority: CN
Inventors: 沈伟; 向梅; 丁杰伟
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: CN1980086A

Abstract

本发明公开了一种随机接入消息解调的方法，其包括步骤：根据前导上报能量搜索出多径；将所有搜索到的多径前后各预定码片相位均作为多径位置；分别在搜索到的多径位置处、多径位置的前后各预定码片处对消息的控制部分进行解调；根据该三个多径位置的解调能量值，分别对各多径位置进行插值计算，得到一个更精确的多径位置；在该更精确的多径位置处对消息的数据部分进行多径解调。本发明方法通过对消息的控制部分每根多径的前后预定码片位置同时进行解调，并根据这三个解调能量值进行插值运算，将插值后得到的精度更高的位置处作为数据部分的多径位置进行解调，如此增加了多径位置的准确度，提高了解调性能。

Description

一种随机接入消息解调的方法

技术领域

本发明涉及一种码分多址(CDMA：Code-Division Multiple-Access)通信系统中的解调方法，尤其涉及的是，一种适用于PRACH信道的解调方法。

背景技术

现有技术中，码分多址(CDMA)是一种多址接入方法，它基于扩频技术，并且近来已成为除现有频分多址和时分多址方法之外应用于通信系统的又一种多址方法。与以前的技术相比，CDMA具有许多优点，例如频谱利用率高、保密性好等。

在一般的移动通信信道中，无线电波传播的特点是多反射、衍射和信号能量的衰减。这是由传播路径中必然会存在的一些障碍，如建筑物、小山等造成的，于是基站和移动台之间的信号沿接收机和发射机之间的若干路径进行传播。由于传播路径的不同，沿不同路径到达接收机的同一信号的不同多径成分的传播时延也就不同，从而造成多径干扰和信号衰落等。

在目前CDMA系统中使用的接收机是一种多分支结构的接收机，其中每一分支的时延与一根对应多径的传播时延基本相同。每一分支是一个单独的接收机元件，其功能是解调期望接收的信号分量，合并不同接收机元件的信号，把那些延迟的，分散的能量集中起来。这种接收机也叫瑞克(Rake)接收机，能把同一用户不同时延的多径能量按一定规则叠加在一起，从而提高接收性能。

本地扩频码与接收信号中扩频码的同步是CDMA系统正常通信的前提，如果不能得到码同步，就无法正确解扩，也就无法正确解出原始信息；码同步越精确，解调性能就越好。多径搜索就是从接收信号中检测多径信号传播时延，以调整本地扩频码使之与接收信号中各多径信息的扩频码保持同步。如果多径搜索不能精确地搜索到多径时延，后面的Rake接收机解调性能就会下降。

与专用信道解调过程不同的是，上行链路有一个随机接入过程。随机接入是系统中非常重要的一个部分，是UE(User Equipment，用户设备，WCDMA系统中的终端设备)在小区注册以及注册后呼叫时建立专用信道的前提和基础，因此随机接入部分的性能显得非常重要。

专用信道解调是一个持续的长期的过程，通过专门的多径搜索进行多径的更新，但对PRACH信道(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)由于随机接入的解调消息时间非常短，只持续一帧或两帧，所以没有专门的多径搜索过程，而是通过前导上报的各签名最大的16个能量及其对应的相位进行多径选取的。

如图1所示是现有PRACH解调方法的数据处理框图，根据前导检测的数据进行多径选取，然后将选取到的多径分配给消息的控制部分、数据部分进行解调，并进行信道估计、信道补偿等操作。

但前导上报的能量其相位精度较低，仅利用前导选出的多径时延不够精确。若用前导上报能量进行插值，因只能获得能量最强的16个能量及对应相位，所以不能保证选出的多径前后αchip码片都有能量上报，此时进行插值的数据量不够充分，插值位置不精确，就会造成解调性能降低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种随机接入消息解调的方法，所要解决的技术问题是：为了克服PRACH多径搜索过程中解调性能下降的问题，提供一种更精确的判断多径时延位置，进行消息解调的方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种随机接入消息解调的方法，其包括步骤：

A、根据前导上报能量搜索出多径；

B、将所有搜索到的多径前后各预定码片相位均作为多径位置；

C、分别在搜索到的多径位置处、多径位置的前后各预定码片处对消息的控制部分进行解调；

D、根据该三个多径位置的解调能量值，分别对各多径位置进行插值计算，得到一个更精确的多径位置；

E、在该更精确的多径位置处对消息的数据部分进行多径解调。

所述的方法，其中，步骤B中所述预定码片为：1/2码片，1/4码片，或3/4码片。

所述的方法，其中，所述步骤D中的插值计算是选取各多径最大比合并之前的能量，并对每个多径的位置独立进行插值。

所述的方法，其中，所述步骤D中在对多径相位进行插值时，还包括：

D1、在系统配置阶段，根据多径峰值形状和系统需求，确定预定个数的按大小顺序排列的门限，序号越小，门限值越小；

D2、插值门限预定个数设置为N，N为计数自然数，则门限将预定码片数分为N+1段，当多径位置前预定码片处的多径解调能量与多径位置后预定码片处的解调能量差值，与多径位置处解调能量峰值的比值小于该多径位置的门限时，真正的多径位置即在当前位置；否则，在该比值大于门限n小于门限n+1时，n为计数自然数，0＜n＜N+1，真正的多径位置应在当前搜索到的多径位置基础上往相应方向偏移n×α/(N+1)chip。

本发明所提供的一种随机接入消息解调的方法，与现有技术相比，通过对消息的控制部分每根多径的前后预定码片αchip同时进行解调，并根据这三个解调能量值进行插值运算，将插值后得到的精度更高的位置处作为数据部分的多径位置进行解调，如此增加了多径位置的准确度，提高了解调性能。

附图说明

图1是现有技术的PRACH常规解调方法数据处理框图；

图2是本发明方法的PRACH解调流程的数据处理框图；

图3是本发明方法的PRACH解调系统运行阶段处理的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，将对本发明的技术方案作进一步详细说明，根据下面所述具体实施例，同一领域的技术人员可以很容易实现本发明。

本发明的随机接入消息解调的方法，其核心思路是：针对PRACH特性，根据消息的控制部分的多径解调能量对多径位置进行插值，将解调消息的控制部分的每根多径前后αchip相位也作为多径位置进行解调，并根据三个解调能量对多径相位进行插值，以提高解调数据部分的多径位置精度。

本发明方法的基本技术方案为：

第一步，根据前导上报能量搜索出多径，假设搜到n条多径；

第二步，将所有搜索到的多径前后各α码片相位均作为多径位置，产生2^*n条新的多径；

第三步，分别在搜索到的多径位置处、多径位置前后预定码片αchip处对消息的控制部分进行解调；

第四步，根据多径位置处、多径位置前后αchip处的三个解调能量值，分别对各多径位置进行插值计算，得到一个更精确的多径位置；

第五步，根据插值计算的结果，在更精确的多径位置处对消息的数据部分进行多径解调。

在上述步骤中，多径前后预定码片αchip相位分别增加一条多径，此变量α可根据具体情况选取，可选1/2chip，1/4chip或3/4chip。

本发明方法根据消息的控制部分三个解调位置的能量对多径相位进行插值，是选取各多径最大比合并之前的能量，对每个多径的位置独立进行插值，各多径之间的插值互不影响。

在对多径相位进行插值时，需要在系统配置阶段，根据理想的多径峰值形状和系统需求，确定N(N＝1或2或3等)个按大小顺序排列的门限Th(n)，n＝1，2..N，序号越小，门限值越小。

插值门限设置可以将N值设为1，2等，若设为1则精度增加到原来精度的1/2，若设为2，则精度变为原来的1/4。门限将αchip分为N+1段，当多径位置前αchip处的多径解调能量与多径位置后αchip处的解调能量差值与多径位置处解调能量峰值的比值小于门限Th(1)时，真正的多径位置即在当前位置；当多径位置前αchip处多径解调能量减去多径位置后αchip处解调能量的差值与多径位置处解调能量峰值的比值大于门限Th(1)小于Th(2)时，真正的多径位置应在当前搜索到的多径位置基础上向前偏移α/(N+1)chip；当多径位置后αchip处多径解调能量减去多径位置前αchip处解调能量的差值与多径位置处解调能量峰值的比值大于门限Th(1)小于Th(2)时，真正的多径位置应在当前搜索到的多径位置基础上向后偏移α/(N+1)chip。

同理，当差值大于门限Th(n)小于门限Th(n+1)时，多径实际位置应在搜索位置的基础上往相应的方向偏移n×α/(N+1)chip。

如图2和图3所示的，本发明方法的具体实施例中，在系统设置阶段，确定一N值，对应不同实数段的门限值Th(n)。假设令N＝2，则将αchip长度的实数段分为N+1＝3段实数段，对应的门限值为Th(1)，Th(2)。

在系统运行阶段，每次处理主要分以下几个步骤进行：

第一步，根据多径搜索模块的上报结果搜索出有效多径，假设搜到n条多径；

第二步，将所有搜索到的多径前后各αchip相位均作为多径位置，产生2^*n条新的多径；

第三步，分别在搜索到的多径位置处、搜索到的多径位置前后αchip处对消息的控制部分进行解调，得到三个不同位置的解调能量；设搜索到的多径相位为DelayOn，搜索到的多径位置处多径解调能量为EnergyOn，其前面αchip相位处的解调能量为EnergyEarly，后面αchip相位处的解调能量为EnergyLate。

第四步，根据多径位置处、多径位置前后αchip处的三个消息的控制部分解调能量值EnergyOn，EnergyEarly，EnergyLate，分别对各多径位置进行插值计算，得到一个更精确的多径位置。

若((EnergyEarly-EnergyLate)/EnergyOn＜th(1))或((EnergyLate-EnergyEarly)/EnergyOn＜th(1))，则多径位置仍然是DelayOn；若((EnergyEarly-EnergyLate)/EnergyOn＞th(1)&&(EnergyEarly-EnergyLate)/EnergyOn＜th(2))，则将多径位置以搜索上来的多径位置为基准，向EnergyEarly所在的多径位置偏移α/(N+1)chip，即插值后的多径相位为DelayOn-α/(N+1)；若((EnergyLate-EnergyEarly)/EnergyOn＞th(1)&&(EnergyLate-EnergyEarly)/EnergyOn＜th(2))，则将多径位置以搜索上来的多径位置为基准，向EnergyLate所在的多径位置偏移α/(N+1)chip，即插值后的多径相位为DelayOn+α/(N+1)；若((EnergyEarly-EnergyLate)/EnergyOn＞th(2))，则将多径位置以搜索上来的多径位置为基准，向EnergyEarly所在的多径位置偏移2α/(N+1)chip，即插值后的多径相位为DelayOn-2α/(N+1)；若((EnergyLate-EnergyEarly)/EnergyOn＞th(2))，则将多径位置以搜索上来的多径位置为基准，向EnergyLate所在的多径位置偏移2α/(N+1)chip，即插值后的多径相位为DelayOn+2α/(N+1)；

如图2所示是本发明所述的新的PRACH解调方法的数据处理框图。根据前导检测的数据进行多径选取后，在选取到的多径位置以及其前后αchip处分配解调多径对消息的控制部分进行解调，在消息的控制部分信道估计、信道补偿后，根据各搜索多径的三个解调位置的解调能量对多径位置进行插值，得到更精确的多径位置。并将插值后的多径位置作为数据部分的解调多径分配下去，对数据部分进行解调，再做后续的数据部分信道估计、信道补偿等处理。

本发明所提供的码分多址通信系统中的PRACH解调方法，与现有技术相比，对消息的控制部分每根多径的前后αchip同时进行了解调，并根据这三个解调能量值进行插值运算，将插值后得到的精度更高的位置处作为数据部分的多径位置进行解调，如此增加了多径位置的准确度，提高了解调性能。

应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种随机接入消息解调的方法，其包括步骤：

A、根据前导上报能量搜索出多径；

E、在该更精确的多径位置处对消息的数据部分进行多径解调，

所述步骤D中在对多径相位进行插值时，还包括：

D2、插值门限预定个数设置为N，N为计数自然数，则门限将预定码片数分为N+1段，当多径位置前预定码片处的多径解调能量与多径位置后预定码片处的解调能量差值，与多径位置处解调能量峰值的比值小于该多径位置的门限时，真正的多径位置即在当前位置；否则，在该比值大于门限n小于门限n+1时，n为计数自然数，0＜n＜N+1，真正的多径位置应在当前搜索到的多径位置基础上向后偏移n×α/(N+1)chip。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述预定码片为：1/2码片，1/4码片，或3/4码片。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤D中的插值计算是选取各个多径最大比合并之前的能量，并对每个多径的位置独立进行插值。