WO2011003263A1

WO2011003263A1 - 基于随机接入过程的检测方法和检测装置

Info

Publication number: WO2011003263A1
Application number: PCT/CN2009/076042
Authority: WO
Inventors: 李斌
Original assignee: 中兴通讯股份有限公司
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-01-13
Also published as: CN101944929A; EP2439973A1; JP5223036B2; EP2439973B1; EP2439973A4; JP2012531870A; CN101944929B

Abstract

本发明公开一种基于随机接入过程的检测方法，根据接收到的随机访问信道RACH信号得到RACH时域相关值序列；计算第一检测门限1iTh；对于每个RACH时域相关值序列的搜索窗，其中的RACH时域相关值中的峰值大于第一检测门限，则记录该峰值及定时位置；搜索窗中存在一组或多组连续的搜索窗都具有大于第一检测门限的峰值，将其中大于第二检测门限的峰值对应的定时位置转换为定时调整量。本发明还相应的公开一种基于随机接入过程的检测装置。本发明能够降低检测的虚警概率，为UE提供准确可靠的上行定时调整信息，以提高UE接入LTE系统的可靠性，并降低处理虚警所引起的信令开销。

Description

基于随机接入过程的检测方法和检测装置技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于随机接入过程的检测方法和检测装置。背景技术

随机接入（ Random Access )是用户设备 ( User Equipment, UE )在开始和网络通信之前的接入过程。在 LTE系统中，随机接入可以分为两种类型：同步随机接入 ( Synchronized Random Access ) 和非同步随机接入

( Non- synchronized Random Access )，当 UE已经和系统耳又得上行同步时， UE的随机接入过程称为同步随机接入；当 UE尚未和系统取得上行同步或者丟失了上行同步时， UE的随机接入过程称为非同步随机接入。由于在进行非同步随机接入时， UE尚未取得精确的上行同步，因此，非同步接入区别于同步接入的一个主要特点在于：非同步接入需要估计、调整 UE上行发送时钟，将同步误差控制在循环前缀（ Cyclic Prefix, CP ) 长度之内。

一般情况下，UE在开机后首先通过同步信道（ Synchronization Channel, SCH ) 进行下行同步，获得无线帧号、子帧的接收位置及小区 ID; 之后， UE检测广播信道（ Broadcast Channel , BCH ) 以获取系统信息，所述系统信息中包括随机访问信道（ Random Access Channel, RACH ) 的配置信息；最后， UE通过该 RACH信道进行上行同步，完成接入系统的过程，该过程属于非同步随机接入。

第三代伙伴项目（ 3rd Generation Partnership Project, 3GPP )长期演进

( Long Term Evolution， LTE )协议中给出了上行随机接入的多条前导序列， UE 在上行同步发射过程中，根据下行同步确定的无线帧及子帧位置获得 RACH信道位置，从可用的序列中随机选择一条作为前导发射，基站对其进行检测，以确定上行同步的定时调整量并将其发射给 UE, UE根据下发的定时调整量对上行发射数据时刻进行调整，从而实现上行信道的时间同步。

LTE协议中规定的上行随机接入前导序列为 ZC ( Zadoff-Chu )序列，第 u个根 ZC序列定义为：

.7mn(n+l)

x_u (n) = e ^{3 Wzc} ， 0 < n < N_zc -l

其中， u是根序列索引号， Nzc是 ZC序列的长度且 Nzc是素数， LTE 协议中规定其值大小为 839或 139。

在 LTE系统中，每个小区都会分配 64个用于前导码的序列，这 64个序列可以是来自同一个根序列的不同循环移位序列，也可以是来自不同根序列的不同循环移位序列。 ZC的根序列及其循环移位序列本身具有良好的自相关特性，而且其不同序列间的相关性较小，因此，基站可以利用 ZC序列的相关特性对随机接入信号进行时域相关检测来获得上行的定时同步调整量。

时域相关检测方法为：对接收到的信号与本地序列的各循环移位的复共轭进行点乘并求和，得到所有循环移位采样点的时域相关值，利用逆离散傅立叶变换 ( Inverse Discrete Fourier Transformation, IDFT )特性，可以将此过程等效为：接收到的频域信号与本地频域序列复共轭点乘后，变换到时域 , 时域相关检测的数学形式表示如下：

假设接收信号的时域形式为 y(m), 频域形式为 Y(k), 本地序列时域形式为 x(m)，频域形式为 X(k) , 则时域相关函数 R(m)可表示为：

R(m) = £ x'(k) - Y(k) - e ^N"

m为循环移位点， '表示复共轭。由此可知，对于使用同一根序列的不同循环移位作为前导码的 UE,基站将接收到的信号转换到频域后，将其与该序列的频域序列进行复共轭点乘，对其后的结果进行 IDFT变换至时域，即可得到所有循环移位样点对应的时域相关值。通过对本地根序列的各循环移位样点对应的时域相关值进行峰值检测，即可确定 UE所使用的前导码，并且获得 UE的定时提前量。

RACH时域相关检测的性能可以用漏检概率和虚警概率来表征，其中，虚警概率是在没有前导码发射时误检测到前导码的概率；漏检概率是没有检测到一个已发送前导码的情况的发生概率。一般地，要求虚警概率不大于 10 ³。

在上述 RACH时域检测方法的检测中，虚警概率和漏检概率都是由峰值检测算法中的门限决定的。通常，峰值检测算法中以随机信号的相关值与噪声功率估计值的比值作为门限，因此，在该检测算法中，噪声功率估计值的准确性对于检测算法性能具有较大影响。

此外，由于 LTE系统中存在一定的频偏，虽然 LTE协议在存在较大频偏的情况下规定了前导码的限制集合，降低了虚警概率，但对于使用非限制集合的中低速小区，由于用户速度导致的多普勒频偏会导致虛警的抬升，尤其在有频偏且信噪比很高的情况下，虚警的抬升会导致增加随机过程的信令开销，增大系统的处理负担。因此，有必要对此种情况下的虚警进行抑制。

另外，由于 RACH 序列的长度为素数，使用素数的离散傅立叶变换 ( Discrete Fourier Transformation, DFT )及 IDFT复杂度较高，一般实现中采用 2次幂形式的 FFT ( Discrete Fourier Transformation, 逆快速傅立叶变换）和 IFFT来代替 DFT及 IDFT处理。为了保证不损失信息， 2次幂的值一定要大于 ZC序列长度，因此，会在时域相关运算中引入过采样。过釆样技术虽然可以减少实现的复杂度且提高时域分辨率，但是也会导致各个相关值点的能量分散，降低前导序列的自相关特性，从而造成虚警概率的升高。

综上所述，现有的 LTE系统 RACH检测算法中，存在频偏及高信噪比情况下虚警概率变高以及由于采用过采样技术所引起的虚警概率变高等缺陷，另外，由于需要对噪声功率进行精确快速估计，因此实现复杂度较高。发明内容

本发明的目的是提供一种基于随机接入过程的检测方法和检测装置，能够降低检测的虚警概率，为 UE提供准确可靠的上行定时调整信息，以提高 UE接入 LTE系统的可靠性，并降低处理虚警所引起的信令开销。

根据本发明的一方面，提供了一种基于随机接入过程的检测方法，该方法包括：

对接收到的随机访问信道 RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列；

确定每个 RACH时域相关值序列对应的噪声功率估计均值 Γ'^∞或相关值序列中的最大峰值 pr^k，并由此中的任一值计算对应的第一检测门限

Thj ;

对于 RACH时域相关值序列的每一个搜索窗，如果其中的 RACH时域相关值中的峰值大于对应的第一检测门限 7¾ , 则记录所述峰值及其定时位置；

对于每个 RACH时域相关值序列的搜索窗，当其中存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应的第一检测门限的峰值时，判断所述多个搜索窗的各峰值是否大于对应的第二检测门限?¾ , 其中， Th_k ²,w R_p ^k _eak , 为所述多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0≤ ≤l , = 1,A ,L , 且 L表示根序列的数目， k = ,k ,K , 且为所述连续的多个搜索窗的组数；对于大于对应的第二检测门限 7\²,,·的峰值，将其对应的定时位置转换为定时调整量。

所述利用噪声功率估计均值 Ρ 计算第一检测门限 Th 为：根据

计算第一检测门限；其中，； = 1，AL，且 L表示根序列的数目， β 为大于 1的噪声门限因子。

所述利用相关值序列中的最大峰值计算第一检测门限为：根据 7¾ = /^4十算第一检测门限；其中，为峰值门限，其取值范围为 0< <1。

所述确定噪声功率估计均值 /r'^si包括：

根据 W 序列长度

Ncs 将 RACH时域相关值序列分为 N个搜索窗；其中,

Wcs为预设的窗长参数；

查找每个搜索窗内的 RACH时域相关值的峰值，对小于所述峰值的《倍的 RACH时域相关值求均值，得到该搜索窗内的噪声临时均值其中， = 1,AL,且 L表示根序列的数目， j = l,A,N，且 N为搜索窗数目， 0<«<1；对所述 RACH时域相关值序列的所有搜索窗中得到的噪声临时均值再求均值，得到所述噪声功率估计均值 /T'^se; 其中， = 1,A,L, 且 L表示根序列的数目。

所述的取值由预定虚警概率和卡方分布特性来确定。

所述对接收到的 RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列包括：

对接收到的 RACH信号进行降采样处理；

对降采样处理后的数据进行 DFT变换，得到频域 RACH接收数据；将所述频域 RACH接收数据与本地频域根序列进行复共轭点乘，再经过 IDFT变换，得到所述多个 RACH时域相关值序列。根据本发明的另一方面，提供了一种基于随机接入过程的检测装置，该装置包括：

接收单元，用于接收经过无线信道的 RACH信号；

第一处理单元，用于对接收自所述接收单元的所述 RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列；

设置单元，用于对接收自所述第一处理单元的每个 RACH时域相关值序列，确定其对应的噪声功率估计均值 Ρ 或相关值序列中的最大峰值 pr^k , 并由其中的任一值计算对应的第一检测门限 Th;；

第一判断单元，用于对 RACH信号时域相关值序列的每一个搜索窗，判断其中的 RACH时域相关值的峰值是否大于由所述设置单元确定的对应的第一检测门限如果判断结果为是，则记录所述峰值及其位置；第二判断单元，用于对于每个 RACH信号时域相关值序列的搜索窗，当其中存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应的第一检测门限 Th;的峰值时，判断所述多个搜索窗的各峰值是否大于对应的第二检测门限 Thl；其中， ThX _k , _∞ί为所述多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0< r < l , / = 1，A，L，且 L表示根序列的数目， k = \, ,K , 且为所述连续的多个搜索窗的组数；

第二处理单元，用于对于每个 RACH信号时域相关值序列，将所述第二判断单元判断的大于对应的第二检测门限的峰值所对应的定时位置转换为定时调整量。

所述设置单元利用噪声功率估计均值 Γ 计算第一检测门限 rh;为：所述设置单元根据！ ^^ . Γ 计算第一检测门限；其中， ' = 1，A L , 且 L表示根序列的数目，为大于 1的噪声门限因子。所述设置单元利用相关值序列中的最大峰值 pr^k计算第一检测门限为:

其中，为峰值门限，其取值范围为 0< <1。

所述设置单元包括：搜索窗设置模块，用于根据序列长度

W

Ncs 将每个 RACH时域相关值序列分为 N个搜索窗；其中， NCS为预设的窗长参数；

噪声临时均值计算模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，查找每个搜索窗内的 RACH时域相关值的峰值，对小于所述峰值的 a倍的 RACH 时域相关值求均值 , 得到该搜索窗内的噪声临时均值 ¾^iss；其中， = Ι,Λ L , 且 L表示根序列的数目， j = l,A,N, 且 N为搜索窗数目， 0<«<1；

噪声功率估计均值计算模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，将其所有搜索窗中得到的噪声临时均值再求均值，得到对应的噪声功率估计均值 Γ ; 其中， = 1,A,L, 且 L表示根序列的数目；

第一检测门限设置模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，确定对应的第一检测门限 ?¾ ，其中， ¹ = ■ Ρ ^ε , 为大于 1的因子 , '· = Ι,Λ L , 且 L表示根序列的数目。

所述第一检测门限设置模块，还用于根据预定虚警概率和卡方分布特性来确定所述的值。

所述第二判断单元包括：

搜索模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，遍历其所有搜索窗，当其中存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应的第一检测门限 τκ\的峰值时，记录所述峰值及其位置；

第二检测门限设置模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，利用所述搜索模块记录的峰值确定对应的第二检测门限；其中，

， W 为所述多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0≤ ≤1， = 1，A，L，且 L表示根序列的数目， k = A ,K , 且^:为连续的多个搜索窗的组数；

判断模块，用于判断所记录的峰值是否大于由所述第二检测门限设置模块确定的对应的第二检测门限 Th 。

所述第一处理单元包括：

降采样处理模块，用于对接收到的 RACH信号进行降采样处理；频域数据确定模块，用于对接收自降采样处理模块的降采样处理后的数据进行 DFT变换，得到频域 RACH接收数据；

时域相关值确定模块，用于将接收自所述频域数据确定模块的所述频域 RACH接收数据与本地频域根序列进行复共轭点乘，再经过 IDFT变换，得到所述多个 RACH时域相关值序列。

根据本发明的基于随机接入过程的检测方法和检测装置具有以下优点：

对于噪声功率均值估计的计算釆用分窗计算再求均值的计算方法，能够有效避免多用户同时选择同一根序列的不同循环移位时 , 由于各自信噪比的不同而造成噪声功率计算出现偏差的问题；

利用噪声功率的分布特性，通过理论计算获得检测门限的精确值，充分满足协议对随机接入虚警概率的要求；

通过在连续满足第一检测门限的窗内加入第二检测门限，可有效避免在高信噪比情况下由于利用过采样带来的虚警概率升高问题，低了系统对前导码的虚警概率。附图说明

图 1为本发明基于随机接入过程的检测方法的流程示意图；

图 2为 LTE协议规定的 RACH信号发射端的基带处理模块框图；图 3为根据本发明一实施例的用于 LTE系统随机接入过程的检测方法的流程图；

图 4为本发明基于随机接入的检测装置的结构框图；

图 5为根据本发明另一实施例的用于 LTE无线通信系统的基于随机接入过程的检测装置的优选结构框图。具体实施方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种基于随机接入过程的检测方法，图 1为本发明基于随机接入过程的检测方法的流程示意图，如图 1 所示，该检测方法包括以下步骤：

步骤 S102, 对接收到的 RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列。

具体的，对接收到的 RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列一般包括：对接收到的 RACH信号进行降采样处理；对降采样处理后的数据进行 DFT变换，得到频域 RACH接收数据；将所述频域 RACH接收数据与本地频域根序列进行复共轭点乘，再经过 IDFT变换，得到所述多个 RACH时域相关值序列。

步骤 S 104 ,确定每个 RACH时域相关值序列所对应的噪声功率估计均值 Γ' 或相关值序列中的最大峰值 ,并由此中的任一值计算对应的第一检测门限！其中， Τ = β · Ρ ，为大于 1的因子， = 1，A L , 且 L表示根序列的数目。这里，利用噪声功率估计均值 r'^se计算第一检测门限 Γ/ζ,¹为：根据

7¾ = ·/Γ'^5β计算第一检测门限；其中，； = 1，AL, 且 L表示根序列的数目， β 为大于 1的噪声门限因子，其取值由预定虚警概率和卡方分布特性来确定。

利用相关值序列中的最大峰值计算第一检测门限 Th;为：根据 7¾ = /^4十算第一检测门限；其中，为峰值门限，其取值范围为 0< <1。利用噪声功率估计均值计算第一检测门限 Th;的情况下，确定噪声序列长度

功率估计均值 /T'^Si—般包括：根据 w Ncs 将 RACH时域相关值序列分为 N个搜索窗；其中， ^ cs为预设的窗长参数；查找每个搜索窗内的 RACH 时域相关值的峰值，对小于所述峰值的"倍的 RACH时域相关值求均值，得到该搜索窗内的噪声临时均值；其中， = 1,AL，且 L表示根序列的数目， j = l，A,N，且 N为搜索窗数目， 0<«<1；对所述 RACH时域相关值序列的所有搜索窗中得到的噪声临时均值再求均值，得到所述噪声功率估计均值其中， = 1,A,L, 且 L表示根序列的数目。

步骤 S106, 对于 RACH时域相关值序列的每一个搜索窗，如果其中的 RACH时域相关值中的峰值大于对应的第一检测门限 Th , 则记录该峰值及其位置，执行步骤 108; 否则，流程结束。

步骤 S108，对于每个 RACH时域相关值序列的搜索窗，当存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应第一检测门限的峰值时，判断该多个搜索窗的各峰值是否大于对应的第二检测门限 7\²,_; , 如果是，执行步骤 no; 否则，流程结束。其中， Th = _y.R_p ^k _eak, 。₄为该多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0<r<l, i = l,A,L, 且 L表示根序列的数目， k = l,J ,K , 且为连续的多个搜索窗的组数。

步骤 S110, 对于大于对应的第二检测门限的峰值，将其对应的定时位置转换为定时调整量。图 2为 LTE协议规定的 RACH信号发射端的基带处理模块框图，如图 2所示，发射端首先产生用户信息的前导序列 Preamble (协议规定为 ZC序歹 ll ), 之后通过子载波映射，并经过 IDFT完成 OFDM调制，加入循环前缀 CP后完成发射端基带处理过程。

在 LTE标准中，规定 RACH信号在频域上占用的带宽为 1.08MHz,每个 RACH子载波间隔为 1.25KHZ或 7.5KHz, 则在该频带范围内共有 864 或 144个 RACH子载波，其中 839或 139个子载波放置 RACH数据，这些子载波作为包含带，标准中还规定了 RACH信号的时域格式为：循环前缀 CP后跟随 RACH的前导码， RACH的前导码之后为保护间隔。其中，保护间隔内不发送任何信号。下面以采用格式 1， ZC序列长度为 839 , 检测窗长为 13的前导序列信号为具体实施例，说明根据本发明的检测方法在 LTE 无线通信系统中的 RACH信号的检测过程。

图 3为根据本发明一实施例的用于 LTE系统随机接入过程的检测方法的流程图，需要说明的是，该流程图中在计算第一检测门限时，仅以优选的利用噪声功率及其对应的噪声门限因子计算方法为例。如图 3 所示，该检测方法包括以下步骤：

步骤 S301，基站通过接收模块提取出接收到信号的 RACH信号部分，经过时域去除 CP后进行降采样，并通过 DFT变换获取其中的频域 RACH 信号。

步骤 S302 ,遍历分配给当前小区的所有本地频域根序列，将频域 RACH 信号依次与各本地频域根序列进行复共轭点乘，然后再经过 IDFT处理将频域 RACH信号变换到时域，得到对应的多个 RACH时域相关值序列，这里所述的 RACH时域相关值实际上是功率值。

步骤 S303 , 对于步驟 S302中得到的每个 RACH时域相关值序列，确定其对应的噪声功率估计均值以及对应的第一检测门限。在该实施例中，对于每个 RACH时域相关值序列，其对应的噪声功率估计均值的算法具体为：

首先，将该 RACH时域相关值序列分为 N个搜索窗，其中，具体地，

839

在本实施例中搜索窗长为 13,则搜索窗数目 N 64；查找每个窗内的

13

时域相关值的峰值，对于小于该峰值的《 ( 0≤«≤1 )倍的相关值求均值，得到该窗内的噪声临时均值 Γ，其中， i = lA L ; j = l,A，N ; L表示根序列的数目。

接下来，对该 RACH时域相关值序列中所有搜索窗得到的噪声临时均值再求均值得到其对应的噪声功率估计均值为： = l，L，L。

在该实施例中，仅以优选的利用噪声功率及其对应的噪声门限因子计算第一检测门限方法为例。对于每个 RACH时域相关值序列，其对应的第一检测门限的算法具体为：

在满足例如虚警概率为 10-³的条件时，根据噪声功率的分布情况服从卡方分布而通过理论计算出第一预定门限值大小;^ ( β > 1 ), 从而对应的第一检测门限 Λ¹为：

ΤΗ} = β · 。''^se，具体地，在该实施例中， y5 = 5 dB。

当然，与现有技术类似的，也可对取满足上述范围内的经验值。步骤 S304, 对于每个 RACH时域相关值序列，遍历其所有搜索窗，对每个搜索窗内的相关值峰值进行检测，当检测到的结果大于第一检测门限时，记录满足第一检测门限的相关峰值及其位置；否则，认为当前窗内没有可用的 RACH信号。步骤 S305 , 对于每个 RACH时域相关值序列，根据预设的判断准则确定发送前导起点的定时位置，具体地，满足判断准则时系统即确定找到了 RACH信号及定时位置；否则确定搜索窗内无可用的 RACH信号。

在该步骤中，预设的判断准则为：

对于每个 RACH时域相关值序列的所有搜索窗，当存在一组或多組连续的多个搜索窗都具有超过对应的第一检测门限的峰值时 , 选择该连续的多个窗中的峰值的最大值 _k , 以此最大值的 r倍作为第二检测门限 Th^：

TKW

其中， U K , K表示第 i个 RACH时域相关值序列中的搜索窗中出现这样的连续的多个窗的组数，为第二预定门限值且 0≤ ≤1。

为了清楚起见，现举例说明所描述的 "存在一组或多组连续的多个搜索窗"，例如，某个 RACH时域相关值序列包含 10个搜索窗，其中，第一和第二搜索窗的峰值均大于对应的第一检测门限，并且第五、第六和第七搜索窗的峰值也均大于该第一检测门限而其余五个搜索窗的峰值均小于该第一检测门限，则认为该 RACH时域相关值序列的该 10个搜索窗中存在两组符合要求的连续的多个搜索窗，即此时 = 2。

接下来，判断所有 K组内超过对应第一检测门限的相关峰值是否超过对应的第二检测门限，记录超过该第二检测门限的相关峰值及其定时位置；否则，认为当前窗内没有可用的 RACH信号。

步骤 S306, 将满足步骤 S305 中检测条件（上述判断准则 ) 的峰值所对应的定时位置转换为定时调整量，为发送本前导码的用户提供上行同步时间信息。

步骤 S307，完成本小区的 RACH前导检测过程。

本发明还提供了一种基于随机接入的检测装置，图 4为本发明基于随机接入的检测装置的结构框图，如图 4所示，该装置包括：接收单元 10, 用于接收经过无线信道的 RACH信号；第一处理单元 20, 连接至接收单元 10, 用于对来自接收单元 10 的

RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列；

设置单元 30, 连接至第一处理单元 20, 用于对来自第一处理单元 20 的每个 RACH时域相关值序列，确定其对应的噪声功率估计均值 f或相关值序列中的最大峰值 pr^k , 并由其中的任一值计算对应的第一检测门限 Th; , 其中， 7¾; = ·/Γ^，为大于 1的因子， = 1,Λ , 且 L表示根序列的数目；

第一判断单元 40, 连接至设置单元 30, 对于每 RACH信号时域相关值序列的每一个搜索窗，如果其中的 RACH时域相关值中的峰值大于设置单元 30中得到的对应第一检测门限 Th ，则记录该峰值及其位置；

第二判断单元 50，连接至第一判断单元 40，用于对来自第一判断单元 40的峰值进行处理，具体地，对于每个 RACH信号时域相关值序列的所有搜索窗，当存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应第一检测门限的峰值时，判断该多个搜索窗的各峰值是否大于对应的第二检测门限 Th_k ² _J , 其中，

_∞i为上述多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0≤,≤1， i = l,A ,L , 且 L表示根序列的数目， k \Λ ,Κ , 且为连续的多个搜索窗的组数；

第二处理单元 60，连接至第二判断单元 50, 用于将第二判断单元 50 判断的大于对应第二检测门限的峰值所对应的定时位置转换为定时调整量。

设置单元利用噪声功率估计均值 T^se计算第一检测门限 Th;为：所述设置单元根据

计算第一检测门限；其中， = 1,Λ ，且 L表示根序列的数目，为大于 1的噪声门限因子。设置单元利用相关值序列中的最大峰值 pr^k计算第一检测门限 Th为：所述设置单元根据 · 计算第一检测门限；其中，为峰值门限，其取值范围为 0 < < 1。

下面以采用格式 1 , ZC序列长度为 839,检测窗长为 13的前导序列信号为具体实施例，说明根据本发明实施例的检测装置在 LTE无线通信系统中的 RACH信号的检测过程。

图 5是根据本发明另一实施例的用于 LTE无线通信系统的基于随机接入过程的检测装置的优选结构框图，如图 5所示，该结构框图与图 4所示结构框图基本相同，不同之处在于，

第一处理单元 20包括：

降采样处理模块 22, 对接收到的 RACH信号经过时域去除 CP后进行降采样处理；

频域数据确定模块 24, 连接至该降采样处理模块 22, 对降采样处理模块 22中降采样处理后的数据进行 DFT变换，得到频域 RACH接收数据；时域相关值确定模块 26 , 连接至频域数据确定模块 24 , 遍历分配给当前小区的所有本地频域根序列，将来自频域数据确定模块 24的频域 RACH 接收信号依次与各条本地频域根序列进行复共轭点乘，然后再经过 IDFT处理将频域 RACH信号变换到时域，得到对应的多个 RACH时域相关值序列，这里所述的 RACH时域相关值实际上是功率值。

设置单元 30包括：

搜索窗设置模块 32, 用于将每个 RACH时域相关值根序列分为 N个搜索窗，其中，具体地,在本实施例中窗长为 13,则搜索窗数目 N = ― = 64；噪声临时均值计算模块 34, 连接至搜索设置模块 32, 用于对于每个 RACH信号时域相关值序列，查找其搜索窗中的每个搜索窗内的时域相关值的峰值，对于小于该峰值的" （ 0≤«≤1 )倍的相关值求均值，得到该窗内的噪声临时均值 Γ, 其中， = 1,AL; j = l,A,N; L表示根序列的数目；噪声功率估计均值计算模块 36, 连接至噪声临时均值计算模块 34, 对于每个 RACH信号时域相关值序列，将其所有搜索窗得到的噪声临时均值再求均值得到其对应的噪声功率估计均值为： ,L;

第一检测门限设置模块 38, 连接至噪声功率估计均值计算模块 36, 在满足例如虚警概率为 It)-³的条件时，根据噪声功率的分布情况服从卡方分布而通过理论计算出第一预定门限值大小 ( β>\ ), 从而对于每个 RACH信号时域相关值序列，对应的第一检测门限 Th 为： Th = β ' P ^e。

第二判断单元 50包括：

搜索模块 52, 对于每个 RACH时域相关值序列的所有搜索窗，遍历每个搜索窗，当存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于第一检测门限的峰值时，记录这些峰值及其位置；

第二检测门限设置模块 54, 连接至搜索模块 52, 对于每个 RACH信号时域相关值序列，利用所记录的峰值确定对应的第二检测门限 7\²,_; ,其中， Tl-_r-R_p ^k _eak , _∞λ为上述多个搜索窗的各峰值中的最大值， o≤ ≤i , = 1,A,L, 且 L表示根序列的数目， k = ,A,K , 且为连续的多个搜索窗的组数；

判断模块 56，连接至第二检测门限设置模块 54, 对于每个 RACH信号时域相关值序列，判断所记录的峰值是否大于由第二检测门限设置模块 54所确定的对应第二检测门限 7¾ ,并记录大于该第二检测门限7¾的峰值所对应的点。

与现有技术的随机检测方法和装置相比，根据本发明实施例的检测方采用分窗计算噪声功率估计均值的方法，有效避免了多用户情况下易造成噪声功率计算出现偏差的问题；

利用噪声功率的分布特性，通过理论计算获得第一检测门限的精确值，充分满足协议对随机接入虚警概率的要求；

通过设置第二检测门限，解决了在高信噪比情况下现有检测方法中的虛警概率升高的问题。

如上面所阐述的，根据本发明的基于随机接入过程的检测方法从多个方面对现有技术做了改进。本领域技术人员应当理解，根据

实际情况和具体要求，这些方面可以彼此独立地应用或者结合起来应用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书

1、一种基于随机接入过程的检测方法，其特征在于，该方法包括：对接收到的随机访问信道 RACH信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列；

确定每个 RACH时域相关值序列对应的噪声功率估计均值 r^se或相关值序列中的最大峰值 Γ* ,并由所述噪声功率估计均值 /Γ' 或相关值序列中的最大峰值 ΡΓ"计算对应的第一检测门限 Th;；

对于 RACH时域相关值序列的每一个搜索窗，如果其中的 RACH时域相关值中的峰值大于对应的第一检测门限 7¾ ，则记录所述峰值及其定时位置；

对于每个 RACH时域相关值序列的搜索窗，当其中存在一组或多組连续的多个搜索窗都具有大于对应的第一检测门限的峰值时，判断所述多个搜索窗的各峰值是否大于对应的第二检测门限 ?¾，其中， hlw R , W 为所述多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0≤ ≤l， = 1，A，L，且 L表示根序列的数目， k = A ,K , 且^:为所述连续的多个搜索窗的组数；

对于大于对应的第二检测门限的峰值，将其对应的定时位置转换为定时调整量。

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述由噪声功率估计均值/ Γ 计算第一检测门限 Th;为：根据 = · τ^¾ε计算第一检测门限；其中， i = l,A , 且 L表示根序列的数目，为大于 1的噪声门限因子。

3、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述由相关值序列中的最大峰值 pr^k计算第一检测门限 ΤΛ¹为：根据 Th = λ · pr^k计算第一检测门限；其中，为峰值门限，其取值范围为 0 < < 1。

4、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述确定噪声功率估计均值 Γ 包括：

根据 W 序列长度

Ncs 将 RACH时域相关值序列分为 N个搜索窗；其中,

Wcs为预设的窗长参数；

查找每个搜索窗内的 RACH时域相关值的峰值，对小于所述峰值的《倍的 RACH时域相关值求均值，得到该搜索窗内的噪声临时均值其中， = 1,A L，且 L表示根序列的数目， j = l,A ,N，且 N为搜索窗数目， 0 < « < 1；对所述 RACH时域相关值序列的所有搜索窗中得到的噪声临时均值再求均值，得到所述噪声功率估计均值 T'^Si ; 其中， 1,A ,L , 且 L表示根序列的数目。

5、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述的取值由预定虚警概率和卡方分布特性来确定。

6、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述对接收到的 RACH 信号与本地根序列进行时域相关处理，得到多个 RACH时域相关值序列包括：

对接收到的 RACH信号进行降采样处理；

对降采样处理后的数据进行 DFT变换，得到频域 RACH接收数据；将所述频域 RACH接收数据与本地频域根序列进行复共轭点乘，再经过 IDFT变换 , 得到所述多个 RACH时域相关值序列。

7、一种基于随机接入过程的检测装置，其特征在于，该装置包括：接收单元，用于接收经过无线信道的 RACH信号；

设置单元，用于对接收自所述第一处理单元的每个 RACH时域相关值序列，确定其对应的噪声功率估计均值 pr^se或相关值序列中的最大峰值 pr^k，并由所述噪声功率估计均值 p ^e或相关值序列中的最大峰值 pr^k计算对应的第一检测门限

第一判断单元，用于对 RACH信号时域相关值序列的每一个搜索窗，判断其中的 RACH时域相关值的峰值是否大于由所述设置单元确定的对应的第一检测门限如果判断结果为是，则记录所述峰值及其位置；

第二判断单元，用于对于每个 RACH信号时域相关值序列的搜索窗，当其中存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应的第一检测门限 Th]的峰值时，判断所述多个搜索窗的各峰值是否大于对应的第二检测门限 Thl；其中， Tli'wR , 为所述多个搜索窗的各峰值中的最大值，

0<r<l , = 1，A ,L, 且 L表示根序列的数目， k = l, ,K , 且为所述连续的多个搜索窗的组数；

第二处理单元，用于对于每个 RACH信号时域相关值序列，将所述第二判断单元判断的大于对应的第二检测门限 h 的峰值所对应的定时位置转换为定时调整量。

8、根据权利要求 7所述的装置，其特征在于，所述设置单元由噪声功率估计均值 p ^ise计算第一检测门限 h为：所述设置单元根据 ΊΗ=β' Ρ 计算第一检测门限；其中， i = m, 且 L表示根序列的数目，为大于 1 的噪声门限因子。

9、根据权利要求 7所述的装置，其特征在于，所述设置单元由相关值序列中的最大峰值 pr^k计算第一检测门限为：所述设置单元根据 7¾

其中，为峰值门限，其取值范围为 0< <1。

10、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于，所述设置单元包括：搜索窗设置模块，用于根据序列长度

W

Ncs 将每个 RACH时域相关值序列分为 N个搜索窗；其中， Ncs为预设的窗长参数; 噪声临时均值计算模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，查找每个搜索窗内的 RACH时域相关值的峰值，对小于所述峰值的 a倍的 RACH 时域相关值求均值，得到该搜索窗内的噪声临时均值；其中， = l,AL, 且 L表示根序列的数目， j = l,A,N, 且 N为搜索窗数目， 0<α<1;

噪声功率估计均值计算模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，将其所有搜索窗中得到的噪声临时均值再求均值，得到对应的噪声功率估计均值其中， = 1,A,L, 且 L表示根序列的数目；

第一检测门限设置模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，确定对应的第一检测门限

且 L表示根序列的数目。

11、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于，

12、根据权利要求 7所述的装置，其特征在于，所述第二判断单元包括：

搜索模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，遍历其所有搜索窗，当其中存在一组或多组连续的多个搜索窗都具有大于对应的第一检测门限 Th]的峰值时，记录所述峰值及其位置；

第二检测门限设置模块，用于对于每个 RACH时域相关值序列，利用所述搜索模块记录的峰值确定对应的第二检测门 K；其中， Th_k ².=_r-R_p ^k _eak， W 为所述多个搜索窗的各峰值中的最大值， 0≤y≤l, i = l,A,L, 且 L表示根序列的数目， k=lA,K , 且为连续的多个搜索窗的组数；

判断模块，用于判断所记录的峰值是否大于由所述第二检测门限设置模块确定的对应的第二检测门限 7\²,·。

13、根据权利要求 7所述的装置，其特征在于，所述第一处理单元包括：

降采样处理模块，用于对接收到的 RACH信号进行降采样处理；频域数据确定模块，用于对接收自降釆样处理模块的降采样处理后的数据进行 DFT变换，得到频域 RACH接收数据；