WO2012174922A1 - 一种前导检测方法及系统 - Google Patents

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WO2012174922A1
WO2012174922A1 PCT/CN2012/073722 CN2012073722W WO2012174922A1 WO 2012174922 A1 WO2012174922 A1 WO 2012174922A1 CN 2012073722 W CN2012073722 W CN 2012073722W WO 2012174922 A1 WO2012174922 A1 WO 2012174922A1
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frequency offset
processing
sets
signature
coherent
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PCT/CN2012/073722
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江仁清
石义军
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中兴通讯股份有限公司
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    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
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    • H04B1/7087—Carrier synchronisation aspects
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    • H04B1/7073—Synchronisation aspects
    • H04B1/7075—Synchronisation aspects with code phase acquisition
    • H04B1/70751—Synchronisation aspects with code phase acquisition using partial detection
    • H04B1/70752—Partial correlation

Definitions

  • the present invention relates to the field of mobile communications, and in particular, to a preamble detection method and system. Background technique
  • WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • UE User Equipment
  • PRACH Physical Random Access Channel
  • the UE Before accessing the cell of the WCDMA system, the UE needs to send a preamble (Preamble) to the base station through the PRACH; the base station detects the preamble to determine whether there is a UE requesting access; if the base station does not detect that the UE requests access, the base station does not
  • the AI (Acquisition Indicator) is sent to the UE, and the UE will increase the transmit power of the preamble by the step indicated by the base station, and retransmit the preamble in the next allocated access slot until receiving the AI from the base station or If the number of preamble transmissions reaches the maximum number of times allowed or the transmission power exceeds the maximum allowed power; if the base station detects that the UE requests access, the base station sends an acquisition indication through the AICH (Accept Indicator Channel) to notify the UE to send random access. The message, the leading detection process is completed.
  • AICH Accept Indicator Channel
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a preamble detection scheme in the prior art.
  • the existing preamble detection scheme mainly uses a preamble detection integral operation algorithm to sequentially perform correlation accumulation, phase rotation, and frequency offset on the preamble ( Frequency bin ) compensation, coherent accumulation, signature matching, non-coherent accumulating processing, each amplitude position distribution value (ADP, Amplitude Delay Profile) is obtained; if there are multiple frequency offsets, each frequency offset is required Repeat the above operation process.
  • ADP Amplitude Delay Profile
  • the single-antenna preamble detection integration operation can use the following expression Represents: +l6i+j) c (256k+m*N c +l6i+j)e 4 2
  • f e denotes the compensated frequency offset
  • N c denotes the coherent accumulation length
  • the preamble and search window used are the same when using different frequency offsets for the preamble detection.
  • using the existing preamble detection scheme will lead to the following two problems. :
  • phase rotation is related to each chip in 4096 chips, the operation process is complicated, and a large amount of hardware resources are occupied, and the processing process is relatively slow.
  • a set of hardware resources serially completes the detection process of a preamble of frequency offset.
  • the operation of 4096 chips, the operation of taking search window data, and the related cumulative processing are taken.
  • the result cannot be shared, and a lot of repetitive work needs to be done, which is equivalent to adding a whole set of hardware resources for each additional frequency offset, so the work efficiency is low.
  • the main object of the present invention is to provide a preamble detection method and system capable of efficiently implementing preamble detection in a wideband code division multiple access system.
  • the present invention provides a preamble detection method, including:
  • a positive frequency offset compensation process and a negative frequency offset compensation process are simultaneously performed, and multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results are respectively obtained;
  • the plurality of sets of positive frequency offset compensation results and the plurality of sets of negative frequency offset compensation results are simultaneously subjected to coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, complex modulo processing, and dual antenna combining processing.
  • the compensation processing for the positive frequency offset and the compensation processing for the negative frequency offset for the plurality of groups of the plurality of signature component partial products are:
  • the plurality of sets of positive frequency offset compensation results and the plurality of sets of negative frequency offset compensation results are simultaneously subjected to coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, complex modulo processing, and dual antenna combining processing as:
  • phase rotation processing is simultaneously performed on the result of the coherent accumulation processing
  • phase rotation processing is simultaneously subjected to signature matching processing and complex modulo processing; the result of signature matching processing and complex modulo processing is simultaneously subjected to dual antenna combining processing.
  • the plurality of sets of positive frequency offset compensation results and the plurality of sets of negative frequency offset compensation results are simultaneously coherently accumulated and processed as:
  • the result of the phase rotation processing is simultaneously performed by the signature matching processing and the complex modulo processing as:
  • phase rotation results for the positive and negative frequency offsets are simultaneously multiplied by a Hadamard code matrix, namely: s s
  • rot(15), rot(14), ..., rot(O) are partial products of 16 signature components output after phase rotation processing
  • the two-antenna merge processing is performed simultaneously on the signature matching processing and the complex modulo processing result:
  • the corresponding portions of the two sets of multiple signatures obtained by combining the two antennas belonging to the same frequency offset are subjected to non-coherent accumulation processing.
  • the non-coherent accumulation processing of the corresponding partial products of the two sets of multiple signatures obtained by combining the two antennas belonging to the same frequency offset is performed as follows:
  • the positive frequency offset and the negative frequency offset each have a partial product of 16 sets of 16 signatures, and the corresponding partial products of the 16 sets of 16 signatures obtained by combining the dual antennas belonging to the same frequency offset are non-coherent
  • the accumulation processing outputs a set of 16 amplitude delay distribution values ADP of the positive frequency offset and the negative frequency offset, respectively.
  • the method further includes:
  • the calculating the maximum ADP and the noise data, and reporting the maximum ADP and noise data to the relevant subsystem is:
  • the same frequency offset obtained by the preamble detection of all the search positions of the same preamble detection task is sorted by the ADP corresponding to the same signature, and 16 largest ADPs are obtained, according to the 256 largest ADPs corresponding to the positive frequency offset and the negative frequency offset respectively.
  • the noise data is packetized and reported to the relevant subsystem.
  • the invention also provides a preamble detection system, comprising: a correlation accumulation processing unit, a compensation unit Unit and parallel processing unit;
  • a correlation accumulation processing unit configured to divide a preamble chip into blocks of a plurality of chips, and perform correlation accumulation processing on the blocks of the plurality of chips to obtain a plurality of sets of signature component partial products
  • the compensation processing unit is configured to perform simultaneous compensation processing of positive frequency offset and compensation processing of negative frequency offset for multiple sets of multiple signature component partial products of each group, respectively, and obtain multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results respectively ;
  • the parallel processing unit is configured to simultaneously perform coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, complex modulo processing, and dual antenna combining processing on multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results.
  • the parallel processing unit further includes:
  • a first processing unit configured to perform coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, and complex modulo processing, and dual antenna combining processing on the plurality of sets of positive frequency offset compensation results
  • the second processing unit is configured to perform coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, complex modulo processing, and dual antenna combining processing on the plurality of sets of negative frequency offset compensation results.
  • system further includes:
  • the non-coherent accumulating processing unit is configured to perform non-coherent accumulating processing on the corresponding partial products of the two sets of multiple signatures obtained by combining the two antennas belonging to the same frequency offset when the coherent accumulated length N c is 2048;
  • a sorting and noise accumulating unit for calculating the maximum ADP and noise data, and reporting the maximum ADP and noise data to the relevant subsystem.
  • the preamble detection method and system provided by the present invention divides a preamble chip into blocks of a plurality of chips, and performs correlation accumulation processing on blocks of a plurality of chips to obtain a partial product of a plurality of sets of signature components;
  • the signature component partial product simultaneously performs the positive frequency offset compensation processing and the negative frequency offset compensation processing, and respectively obtains multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results; and multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple groups
  • the negative frequency offset compensation result is simultaneously subjected to coherent accumulation processing, phase rotation processing, Signature matching processing and complex modulo processing, and dual antenna combining processing, that is, simultaneous correction processing of positive frequency offset and compensation processing of negative frequency offset for multiple sets of multiple signature components of each group, and simultaneously performing multiple sets of positive frequency offsets
  • the processing operation after the compensation processing and the compensation processing of the negative frequency offset can double the processing rate, and efficiently realize the detection of the preamble in the wideband code division multiple access system; when adding a type of frequency offset processing, only the coherent
  • FIG. 1 is a schematic flow chart of a preamble detection scheme in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic flow chart of a method for implementing a preamble detection method according to the present invention
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a specific process of implementing a preamble detection method according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a lead detecting system of the present invention. detailed description
  • the basic idea of the present invention is: dividing a preamble chip into blocks of a plurality of chips, and performing correlation accumulation processing on blocks of the plurality of chips to obtain a plurality of sets of signature component partial products; and multiple sets of each group of multiple signature components
  • the partial product simultaneously performs the compensation processing of the positive frequency offset and the compensation processing of the negative frequency offset, respectively, and obtains multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results respectively; multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offsets
  • the compensation result is simultaneously subjected to coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, complex modulo processing, and dual antenna combining processing.
  • FIG. 2 is a schematic flowchart of a method for implementing a preamble detection according to the present invention. As shown in FIG. 2, the method includes the following steps: Step 201: Simplify processing of the preamble detection integral operation algorithm;
  • Step 202 Divide the preamble chip into blocks of multiple chips, and perform related accumulation processing on the blocks of the plurality of chips to obtain a plurality of sets of signature component partial products;
  • the preamble 4096 chips are divided into 16 blocks of 256 chips (256 chips block), and buffered, each block of 256 chips
  • the internal will buffer 16 rows and 16 columns for a total of 256 chips; as shown in Figure 3, within the 16 256-chip blocks, in the order of 4096 chip numbers from small to large, in each 256-chip block Internal, from right to left, arranged from bottom to top;
  • 4096 C ⁇ g ⁇ scrambling codes can be generated, and the generated scrambling codes are buffered in the same manner as the preambled 4096 chips;
  • the partial integration refers to the cumulative value obtained after each step of the detection process of the preamble.
  • Step 203 Perform multiple compensation processing of positive frequency offset and compensation processing of negative frequency offset for each group of multiple signature component partial products, and obtain multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results respectively;
  • 16 groups of 16 signature component parts obtained after the relevant accumulation processing are obtained.
  • Product, with 4 qing of 256 chips the compensation process of positive frequency offset and the compensation process of negative frequency offset are respectively performed, that is, the partial product of each set of signature components is multiplied by the frequency offset compensation value ' 2 ⁇ and — ' ⁇ ( — / ⁇ ,
  • 16 sets of positive frequency offset compensation results and 16 sets of negative frequency offset compensation results are respectively output.
  • Step 204 Perform coherent accumulation processing on multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation results simultaneously;
  • a set of hardware resources may be added, and 16 sets of positive frequency offset compensation results and 16 sets of negative frequency offset compensation results are simultaneously performed, and coherent accumulation of partial products of the same signature component is separately performed; wherein, in the coherent accumulation calculation
  • the coherent accumulated length N c can have a plurality of different values.
  • the partial product of the 16 signed component j is coherently accumulated.
  • Step 205 Perform phase rotation processing on the result of the coherent accumulation processing according to the phase rotation factor e - ; ( ;) ;
  • the phase rotation processing is performed on the results of the coherent accumulation processing of the positive frequency offset and the negative frequency offset by using the simplified phase rotation factor ⁇ . That is, according to the value of the 16 signature components in each set of signature components (the second j in the simplified preamble detection integration algorithm), the partial product of the signature component corresponding to j is rotated - 44 ;) Angle; as shown in FIG.
  • Step 206 Perform signature matching processing and complex modulo processing on the result after the phase rotation processing
  • phase rotation results of the positive frequency offset and the negative frequency offset are simultaneously subjected to signature matching processing, that is, simultaneously multiplied by a Hadamard matrix, and the expression multiplied by a Hadamard matrix can be:
  • rot(15), rot(14), ..., rot(0) is the partial product of 16 signature components output after phase rotation processing
  • Step 207 Perform dual antenna combining processing on the signature matching processing and the complex modulo processing result at the same time;
  • each chip includes a set of dual antenna data.
  • the corresponding partial products of the two sets of multiple signatures obtained by combining the two antennas belonging to the same frequency offset are subjected to non-coherent accumulation processing, specifically: signature matching
  • the positive frequency offset and the negative frequency offset each have a partial product of 16 signatures
  • the corresponding partial products of the 16 sets of 16 signatures obtained by combining the two antennas belonging to the same frequency offset are subjected to non-coherent accumulation processing.
  • a set of 16 ADPs of a positive frequency offset and a negative frequency offset are respectively output.
  • Steps 203 to 208 are steps that need to be performed on 4096 chips of all the leading search positions of the same preamble detection task, and the results of the processing from steps 203 to 208 are summarized in step 209.
  • Step 209 calculating maximum ADP and noise data, and reporting the maximum ADP and noise data to the relevant subsystem;
  • the same frequency offset obtained by performing preamble detection on all search locations of the same preamble detection task is sorted by ADP corresponding to one signature, and 16 largest ADPs are obtained, according to 256 corresponding to each of the positive frequency offset and the negative frequency offset.
  • the largest ADP obtains a total of 512 maximum ADPs; the remaining ADPs corresponding to each frequency offset are summed and summed to obtain a positive frequency offset noise data and a negative frequency offset noise data respectively; and finally the 512 largest ones
  • the ADP and the two noise data are packetized and reported to the relevant subsystems for the relevant subsystems to determine whether there is a preamble and calculate the preamble position and frequency offset estimation.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a preamble detection system according to the present invention. As shown in FIG. 4, the system includes: a correlation accumulation processing unit 41, a compensation processing unit 42, and a parallel processing unit 43;
  • a correlation accumulation processing unit 41 configured to divide the preamble chip into blocks of multiple chips, and Blocks of chips are subjected to correlation accumulation processing to obtain a plurality of sets of signature component partial products;
  • the compensation processing unit 42 is configured to perform simultaneous compensation processing of the positive frequency offset and compensation processing of the negative frequency offset for each of the plurality of sets of the plurality of signature component partial products, respectively, and obtain multiple sets of positive frequency offset compensation results and multiple sets of negative frequency offset compensation respectively. Result
  • the parallel processing unit 43 is configured to simultaneously perform coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, and complex modulo processing, and dual antenna combining processing on the plurality of sets of positive frequency offset compensation results and the plurality of sets of negative frequency offset compensation results.
  • the parallel processing unit 43 further includes:
  • the first processing unit 431 is configured to perform coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, and complex modulo processing, and dual antenna combining processing on the plurality of sets of positive frequency offset compensation results;
  • the second processing unit 432 is configured to perform coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, and complex modulo processing, and dual antenna combining processing on the plurality of sets of negative frequency offset compensation results.
  • the system also includes:
  • the sorting and noise accumulating unit 45 is configured to calculate maximum ADP and noise data, and report the maximum ADP and noise data to the relevant subsystem.
  • the compensation process for correcting the positive frequency offset and the compensation process of the negative frequency offset for each of the plurality of sets of the plurality of signature component partial products are: partial integration of each of the 16 sets of signature components obtained after the correlation accumulation processing Do not multiply the offset compensation values e- A and e-' 2 ( - / ⁇ .
  • the plurality of sets of positive frequency offset compensation results and the plurality of sets of negative frequency offset compensation results are simultaneously subjected to coherent accumulation processing, phase rotation processing, signature matching processing, complex modulo processing, and dual antenna combining processing to: 16 sets of positive frequency offsets
  • the compensation result and the 16 sets of negative frequency offset compensation results are simultaneously coherently accumulated; the phase rotation is performed simultaneously on the result of the coherent accumulation processing according to the phase rotation factor Processing; the result of the phase rotation processing is simultaneously subjected to signature matching processing and complex modulo processing; the result of signature matching processing and complex modulo processing is simultaneously subjected to dual antenna combining processing.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

本发明公开一种前导检测方法，包括：将前导的码片分成多个码片的块，并对多个码片的块进行相关累积处理，得到多组签名分量部分积；对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处理，分别得到多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果；对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加处理、相位旋转处理、签名匹配处理和复数求模处理、以及双天线合并处理；本发明还提供一种前导检测系统。根据本发明的技术方案，能够高效的实现宽带码分多址系统中前导的检测。

Description

一种前导检测方法及系统 技术领域
本发明涉及移动通信领域， 尤其涉及一种前导检测方法及系统。 背景技术
在宽带码分多址（ WCDMA , Wideband Code Division Multiple Access ) 系统中，用户设备 ( UE, User Equipment )通过物理随机接入信道（ PRACH, Physical Random Access Channel )接入 WCDMA系统。
UE在接入 WCDMA系统的小区之前，需要通过 PRACH向基站发送前 导（Preamble ); 基站对前导进行检测， 以判断是否有 UE请求接入； 如果 基站没有检测到有 UE请求接入， 则基站不会将捕获指示（AI, Acquisition Indicator )发送给 UE, UE将以基站指示的步长增加前导的发射功率， 并在 下一个分配的接入时隙中重新发送前导， 直到接收到来自基站的 AI或前导 发送次数达到了允许的最大次数或发射功率超过了最大允许功率； 如果基 站检测到有 UE请求接入，则通过捕获指示信道（ AICH, Acquisition Indicator Channel )发送捕获指示， 通知 UE发送随机接入消息， 前导的检测过程完 成。
图 1是现有技术中前导的检测方案的流程示意图， 如图 1所示， 现有 的前导的检测方案主要是利用前导检测积分运算算法， 对前导依次进行相 关累积、 相位旋转、 频偏（frequency bin )补偿、 相干累加、 签名匹配、 非 相干累加的处理， 每个采样位置都得到一个幅度延迟分布值 （ADP , Amplitude Delay Profile ); 如果有多个频偏， 则每个频偏都需要重复上述运 算过程。
现有前导的检测方案中， 单天线的前导检测积分运算可用下列表达式 表示： +l6i+j) c (256k+m*Nc +l6i+j)e 4 2
Figure imgf000004_0001
其中， y(256fc + m * Ne + 16 + 表示最基本的码片 （ chip ) 数据， C* (256fc + m * Ne + 16 + 表示扰码的共轭， i表示用于解扰的 16码片数据（每 个签名分量包括 16个码片 )的序号，
Figure imgf000004_0002
中第 1个 j表示虚数 单位， 第 2个 j表示签名分量（每个签名包括 16个签名分量 ) 的序号， k 表示相干累加的符号的序号， m表示参加非相干累加的组序号，且 m=0,l ...
4096/Nc-l , fe表示补偿的频偏， Nc表示相干累加长度， ^表示签名 n的第 j个分量， 其中 n=0,l, ... ,15。
在 WCDMA系统的实际应用场景中， 通常需要根据扇区数量和小区半 径的不同， 选择不同的频偏数量及位置。 对于同一条 PRACH, 在使用不同 的频偏做前导的检测时， 所使用的前导和搜索窗是一样的， 在这种情况下， 使用现有的前导的检测方案将导致以下两个方面的问题：
1、 由于相位旋转与 4096 个码片中的每一码片相关， 运算过程复杂， 占用大量的硬件资源， 处理过程比较慢。
2、 一套硬件资源串行完成一个频偏的前导的检测流程， 在切换到不同 的频偏做前导的检测时， 取 4096个码片的操作、 取搜索窗数据的操作、 相 关累积的处理结果不能共用， 需要做大量重复性工作， 相当于每增加一个 频偏， 就需要再增加一整套硬件资源， 因此工作效率低。 发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种前导检测方法及系统， 能 够高效的实现宽带码分多址系统中前导的检测。
为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的： 本发明提供一种前导检测方法， 包括：
将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个码片的块进行相关累积处 理， 得到多组签名分量部分积；
对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负频偏 的补偿处理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果；
对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加处 理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
上述方法中， 所述对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的 补偿处理和负频偏的补偿处理为：
将经过相关累积处理后得到的 16组签名分量中每组签名分量的部分积 分别乘以频偏补偿值 '2 A和 en" 。
上述方法中， 所述对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时 进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及 双天线合并处理为：
对 16组正频偏补偿结果和 16组负频偏补偿结果同时进行相干累加处 理；
根据相位旋转因子 e- ，对相干累加处理的结果同时进行相位旋转处 理；
对相位旋转处理后的结果同时进行签名匹配处理和复数求模处理； 对签名匹配处理和复数求模处理后的结果同时进行双天线合并处理。 上述方法中， 所述对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时 进行相干累加处理为：
对 16组正频偏补偿结果和 16组负频偏补偿结果， 同时分别进行同签 名分量的部分积的相干累加，如果相干累加长度 Nc=4096,将属于同一频偏 的 16个签名分量 j的部分积进行相干累加， 分别输出正频偏和负频偏各自 一组 16个签名分量的部分积； 如果相干累加长度 Nc=2048 , 将属于同一频 偏的前 8个签名分量 j的部分积进行相干累加， 后 8个签名分量 j的部分积 进行相干累加，分别输出正频偏和负频偏各自两组 16个签名分量的部分积。
上述方法中， 所述对相干累加处理的结果同时进行相位旋转处理为： 根据 16个签名分量的序号 j的取值， 将 j所对应的签名分量的部分积 旋转 -44 ·)角度， 如果相干累加长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏 各自一组 16个签名分量的部分积， 如果相干累加长度 Nc=2048, 分别输出 正频偏和负频偏各自二组 16个签名分量的部分积。
上述方法中， 所述对相位旋转处理后的结果同时进行签名匹配处理和 复数求模处理为：
对正频偏和负频偏的相位旋转结果同时分别乘以一哈达码矩阵， 即： s s
15) hat(U) . . hat( )] = [rot(\5) rot(U) 11丄 1554
其中， rot(15), rot(14) , ... ... , rot(O)为相位旋转处理后输出的 16个签 名分量的部分积， hat(15), hat(14), ... ... , hat(0)为签名匹配处理后的结果， 表示签名 n的第 j个分量， n=0, 1 , ..· , 15; j=0, 1 , …， 15;
对签名匹配处理后的结果进行复数求模处理， 如果相干累加长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名的部分积， 如果相 干累加长度 Nc=2048, 则分别输出正频偏和负频偏各自两组 16个签名的部 分积。
上述方法中， 所述对签名匹配处理和复数求模处理后的结果同时进行 双天线合并处理为：
在签名匹配处理和复数求模处理后， 在每个签名分量的部分积内部， 计算两根天线经过签名匹配处理和复数求模处理后的结果的平均值， 如果 相干累加长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名的部 分积， 如果相干累加长度 Nc=2048, 分别输出正频偏和负频偏各自两组 16 个签名的部分积。
上述方法中， 相干累加长度 Nc=2048时， 该方法还包括：
将属于同一频偏的双天线合并处理后得到的两组各多个签名的对应部 分积进行非相干累加处理。
上述方法中， 所述将属于同一频偏的双天线合并处理后得到的两组各 多个签名的对应部分积进行非相干累加处理为：
所述签名匹配处理后正频偏和负频偏各有两组 16个签名的部分积， 将 属于同一频偏的双天线合并处理后得到的两组各 16个签名的对应部分积进 行非相干累加处理， 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个幅度延迟分布 值 ADP。
上述方法中， 该方法还包括：
计算最大 ADP和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上报给相关 的子系统。
上述方法中， 所述计算最大 ADP和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪 声数据上报给相关的子系统为：
对同一个前导检测任务的所有搜索位置进行前导检测得到的同一频偏 同一个签名对应的 ADP进行排序， 得到 16个最大的 ADP, 根据正频偏和 负频偏各自对应的 256个最大的 ADP, 得到共 512个最大的 ADP; 对每个 频偏对应的剩余的 ADP进行累加求和， 得到一个正频偏噪声数据， 一个负 频偏噪声数据； 将所述 512个最大的 ADP和两个噪声数据打包处理后上报 给相关的子系统。
本发明还提供一种前导检测系统， 包括： 相关累积处理单元、 补偿处 理单元和并行处理单元； 其中，
相关累积处理单元， 用于将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个 码片的块进行相关累积处理， 得到多组签名分量部分积；
补偿处理单元， 用于对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏 的补偿处理和负频偏的补偿处理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组负 频偏补偿结果；
并行处理单元， 用于对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同 时进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以 及双天线合并处理。
上述系统中， 所述并行处理单元进一步包括：
第一处理单元， 用于对多组正频偏补偿结果进行相干累加处理、 相位 旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理；
第二处理单元， 用于对多组负频偏补偿结果进行相干累加处理、 相位 旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
上述系统中， 该系统还包括：
非相干累加处理单元， 用于相干累加长度 Nc=2048时， 将属于同一频 偏的双天线合并处理后得到的两组各多个签名的对应部分积进行非相干累 加处理；
排序和噪声累加单元， 用于计算最大 ADP 和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上报给相关的子系统。
本发明提供的前导检测方法及系统， 将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个码片的块进行相关累积处理， 得到多组签名分量部分积； 对多组 每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处 理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果； 对多组正频偏 补偿结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理， 即对多组每组多个 签名分量同时进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处理， 并同时进行 多组正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处理之后的处理运算， 能够将处 理速率增加一倍， 高效的实现宽带码分多址系统中前导的检测； 增加一 类频偏的处理时， 只需要在相干累加、 相位旋转、 签名匹配和复数求模 以及双天线合并的步驟中增加一套硬件资源， 与现有的增加一整套资源 相比，在增加远不到一倍的硬件资源的情况下， 将处理速度增加了一倍， 因而能够降低成本， 且具有较强的扩展性， 更加灵活的配置并行处理的 频偏数量。 附图说明
图 1是现有技术中前导的检测方案的流程示意图；
图 2是本发明实现前导检测方法的流程示意图；
图 3是本发明实现前导检测方法的具体过程示例图；
图 4是本发明前导检测系统的结构示意图。 具体实施方式
本发明的基本思想是： 将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个码 片的块进行相关累积处理， 得到多组签名分量部分积； 对多组每组多个签 名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处理， 分别得到 多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果； 对多组正频偏补偿结果和多 组负频偏补偿结果同时进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理 和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。
本发明提供一种前导检测方法， 图 2是本发明实现前导检测方法的流 程示意图， 如图 2所示， 该方法包括以下步驟： 步驟 201 , 对前导检测积分运算算法进行简化处理；
具体的， 将现有的前导检测积分运算算法中的相位旋转因子
«(25" w +》简化为 ， 简化后的前导检测积分运算算法为：
∑| ∑ j y(256k + m* Nc + l6i + j)c' (256k + m* Nc + l6i + j) 这样可以使得相位旋转因子由原先的与每个码片相关， 转换为仅与签 名分量 j相关， 从而简化了前导检测积分运算算法。
步驟 202, 将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个码片的块进行相 关累积处理， 得到多组签名分量部分积；
具体的， 按照 blockl5 , blockl4, ... ... , blockO的顺序， 将前导的 4096 码片分成 16个 256码片的块（ 256 chips block ), 并进行緩存， 每个 256码 片的块内部将緩存 16行 16列共 256码片； 如图 3所示， 在这 16个 256码 片的块的内部， 按照 4096码片的序号从小到大的顺序， 在每个 256码片的 块内部， 自右向左， 自下而上依次排列；
根据 3GPP协议可以生成 4096个 C^g^扰码， 将生成的扰码按照与前 导的 4096个码片一样的方法进行緩存；
将緩存的 4096个码片和 4096个扰码对应的相乘， 即第 p个码片乘以 第 p个扰码， 其中 p=0, 1 , ..· , 4095; 如图 3所示， 将每个 256码片的块 的同一行中的每个码片和相应的扰码的乘积进行累加， 得到 16组每组 16 个签名分量部分积；
本实施例中， 部分积指的是前导的检测流程中每一步驟处理后得到的 累积值。
步驟 203 ,对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理 和负频偏的补偿处理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结 果；
具体的， 将经过相关累积处理后得到的 16组每组 16个签名分量部分 积， 以 256码片的 4青度同时分别进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处 理， 即每组签名分量的部分积分别乘以频偏补偿值 '2^和 — '^(— /Λ , 如 图 3所示， 进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处理后， 分别输出 16组 正频偏补偿结果和 16组负频偏补偿结果。
步驟 204,对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干 累加处理；
具体的， 在实际应用中可以增加一套硬件资源， 对 16组正频偏补偿结 果和 16组负频偏补偿结果，同时分别进行同签名分量的部分积的相干累加； 其中， 相干累加计算中的相干累加长度 Nc可以有多种不同的值， 本实施例 中以 Nc=4096、 Nc=2048 为例， 进行相干累加处理时， 如果相干累加长度 Nc=4096, 则属于同一频偏的 16个签名分量 j的部分积进行相干累加，如果 相干累加长度 Nc=2048, 则将属于同一频偏的前 8个签名分量 j的部分积进 行相干累加， 后 8个签名分量 j的部分积进行相干累加； 如图 3所示， 进行 相干累加处理后，如果相干累加长度 Nc=4096,则分别输出正频偏和负频偏 各自一组 16个签名分量的部分积， 如果相干累加长度 Nc=2048, 则分别输 出正频偏和负频偏各自两组 16个签名分量的部分积。
步驟 205 , 根据相位旋转因子 e-;( ;) ,对相干累加处理的结果同时进行 相位旋转处理；
具体的， 由于在步驟 201中对前导检测积分运算算法进行了简化处理， 因此利用简化后的相位旋转因子^ ^，对正频偏和负频偏的相干累加处理 的结果同时分别进行相位旋转处理， 即根据每组签名分量中的 16个签名分 量的序号 （简化后的前导检测积分运算算法中的第 2个 j ) 的取值， 将 j所 对应的签名分量的部分积旋转- 44;)角度； 如图 3所示， 进行相位旋转处 理后， 如果相干累加长度 Nc=4096, 则分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名分量的部分积； 如果相干累加长度 Nc=2048, 则分别输出正频偏 和负频偏各自两组 16个签名分量的部分积。
步驟 206,对相位旋转处理后的结果同时进行签名匹配处理和复数求模 处理；
具体的， 对正频偏和负频偏的相位旋转结果同时分别进行签名匹配处 理， 即同时分别乘以一个哈达码 （Hadamard ) 矩阵， 乘以一个 Hadamard 矩阵的表达式可以是：
. —
Figure imgf000012_0001
其中， rot(15), rot(14) , ... ... , rot(0)为相位旋转处理后输出的 16个签 名分量的部分积， hat(15), hat(14), ... ... , hat(0)为签名匹配处理后的结果； 表示签名 n的第 j个分量， n=0, 1 , …， 15; j=0, 1 , …， 15。
如图 3 所示， 签名匹配处理后需要进行复数求模处理， 如果相干累加 长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名的部分积， 如 果相干累加长度 Nc=2048 , 则分别输出正频偏和负频偏各自两组 16个签名 的部分积。
步驟 207 ,对签名匹配处理和复数求模处理后的结果同时进行双天线合 并处理；
具体的， 每个码片包含一组双天线数据， 在签名匹配处理和复数求模 处理后， 对签名匹配处理和复数求模处理后的结果同时进行双天线合并处 理， 即在每个签名的部分积内部， 计算两根天线经过签名匹配处理和复数 求模处理后的结果的平均值； 如图 3 所示， 双天线合并处理后， 如果相干 累加长度 Nc=4096, 则分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名的部分 积； 如果相干累加长度 Nc=2048 , 则分别输出正频偏和负频偏各自两组 16 个签名的部分积。 步驟 208, 如果相干累加长度 Nc=4096, 则双天线合并处理后正频偏和 负频偏分别得到一组 16个签名的部分积， 签名匹配后正频偏和负频偏各只 有一组 16个签名的部分积， 这里无需进行非相干累加处理；
如图 3所示，如果相干累加长度 Nc=2048, 则将属于同一频偏的双天线 合并处理后得到的两组各多个签名的对应部分积进行非相干累加处理， 具 体的： 签名匹配处理后正频偏和负频偏各有两组 16个签名的部分积， 则将 属于同一频偏的双天线合并处理后得到的两组各 16个签名的对应部分积进 行非相干累加处理， 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个 ADP。
步驟 203~步驟 208 是对同一个前导检测任务的所有前导搜索位置的 4096个码片都需要执行的步驟， 经过步驟 203~步驟 208的处理后的结果将 在步驟 209进行汇总。
步驟 209, 计算最大 ADP和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上 报给相关的子系统；
具体的， 对同一个前导检测任务的所有搜索位置进行前导检测得到的 同一频偏同一个签名对应的 ADP进行排序， 得到 16个最大的 ADP, 根据 正频偏和负频偏各自对应的 256个最大的 ADP,得到共 512个最大的 ADP; 对每个频偏对应的剩余的 ADP进行累加求和， 分别得到一个正频偏噪声数 据， 一个负频偏噪声数据； 最后将这 512个最大的 ADP和 2个噪声数据打 包处理后上报给相关的子系统， 以供相关的子系统进行是否存在前导及计 算前导位置和频偏估计等的判断。
为实现上述方法， 本发明还提供一种前导检测系统， 该前导检测系统 应用于宽带码分多址系统， 图 4是本发明前导检测系统的结构示意图， 如 图 4所示， 该系统包括： 相关累积处理单元 41、 补偿处理单元 42和并行处 理单元 43; 其中，
相关累积处理单元 41 , 用于将前导的码片分成多个码片的块， 并对多 个码片的块进行相关累积处理， 得到多组签名分量部分积；
补偿处理单元 42, 用于对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频 偏的补偿处理和负频偏的补偿处理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组 负频偏补偿结果；
并行处理单元 43, 用于对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果 同时进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
所述并行处理单元 43进一步包括：
第一处理单元 431 , 用于对多组正频偏补偿结果进行相干累加处理、相 位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理；
第二处理单元 432, 用于对多组负频偏补偿结果进行相干累加处理、相 位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
该系统还包括：
非相干累加处理单元 44,用于当相干累加长度 Nc=2048时， 将属于同 一频偏的双天线合并处理后得到的两组各多个签名的对应部分积进行非相 干累加处理；
排序和噪声累加单元 45, 用于计算最大 ADP和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上报给相关的子系统。
所述对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负 频偏的补偿处理为： 将经过相关累积处理后得到的 16组签名分量中每组签 名分量的部分积分别乘以频偏补偿值 e— A和 e— '2 (— /Λ 。
所述对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加 处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处 理为： 对 16组正频偏补偿结果和 16组负频偏补偿结果同时进行相干累加 处理； 根据相位旋转因子 对相干累加处理的结果同时进行相位旋转 处理； 对相位旋转处理后的结果同时进行签名匹配处理和复数求模处理； 对签名匹配处理和复数求模处理后的结果同时进行双天线合并处理。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进 等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、 一种前导检测方法， 其特征在于， 该方法包括：
将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个码片的块进行相关累积处 理， 得到多组签名分量部分积；
对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负频偏 的补偿处理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果；
对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加处 理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述对多组每组多个签 名分量部分积同时进行正频偏的补偿处理和负频偏的补偿处理为：
将经过相关累积处理后得到的 16组签名分量中每组签名分量的部分积 分别乘以频偏补偿值 '2 A和 en" 。
3、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述对多组正频偏补偿 结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名 匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理为：
对 16组正频偏补偿结果和 16组负频偏补偿结果同时进行相干累加处 理；
根据相位旋转因子 e- (^ )，对相干累加处理的结果同时进行相位旋转处 理；
对相位旋转处理后的结果同时进行签名匹配处理和复数求模处理； 对签名匹配处理和复数求模处理后的结果同时进行双天线合并处理。
4、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述对多组正频偏补偿 结果和多组负频偏补偿结果同时进行相干累加处理为：
对 16组正频偏补偿结果和 16组负频偏补偿结果， 同时分别进行同签 名分量的部分积的相干累加，如果相干累加长度 Nc=4096,将属于同一频偏 的 16个签名分量 j的部分积进行相干累加， 分别输出正频偏和负频偏各自 一组 16个签名分量的部分积； 如果相干累加长度 Nc=2048 , 将属于同一频 偏的前 8个签名分量 j的部分积进行相干累加， 后 8个签名分量 j的部分积 进行相干累加，分别输出正频偏和负频偏各自两组 16个签名分量的部分积。
5、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述对相干累加处理的 结果同时进行相位旋转处理为：
根据 16个签名分量的序号 j的取值， 将 j所对应的签名分量的部分积 旋转 - ( 4 ·)角度， 如果相干累加长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏 各自一组 16个签名分量的部分积， 如果相干累加长度 Nc=2048, 分别输出 正频偏和负频偏各自二组 16个签名分量的部分积。
6、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述对相位旋转处理后 的结果同时进行签名匹配处理和复数求模处理为：
对正频偏和负频偏的相位旋转结果同时分别乘以一哈 s s
11丄 1达 554 码矩阵， 即； (15) hat(U) . . hat(0)] = [rot(\5) rot(U)
其中， rot(15), rot(14) , ... ... , rot(0)为相位旋转处理后输出的 16个签 名分量的部分积， hat(15), hat(14), ... ... , hat(0)为签名匹配处理后的结果， 表示签名 n的第 j个分量， n=0, 1 , ..· , 15; j=0, 1 , …， 15;
对签名匹配处理后的结果进行复数求模处理， 如果相干累加长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名的部分积， 如果相 干累加长度 Nc=2048, 则分别输出正频偏和负频偏各自两组 16个签名的部 分积。
7、 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述对签名匹配处理和 复数求模处理后的结果同时进行双天线合并处理为：
在签名匹配处理和复数求模处理后， 在每个签名分量的部分积内部， 计算两根天线经过签名匹配处理和复数求模处理后的结果的平均值， 如果 相干累加长度 Nc=4096, 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个签名的部 分积， 如果相干累加长度 Nc=2048, 分别输出正频偏和负频偏各自两组 16 个签名的部分积。
8、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 相干累加长度 Nc=2048 时， 该方法还包括：
将属于同一频偏的双天线合并处理后得到的两组各多个签名的对应部 分积进行非相干累加处理。
9、 根据权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 所述将属于同一频偏的 双天线合并处理后得到的两组各多个签名的对应部分积进行非相干累加处 理为：
所述签名匹配处理后正频偏和负频偏各有两组 16个签名的部分积， 将 属于同一频偏的双天线合并处理后得到的两组各 16个签名的对应部分积进 行非相干累加处理， 分别输出正频偏和负频偏各自一组 16个幅度延迟分布 值 ADP。
10、 根据权利要求 8或 9所述的方法， 其特征在于， 该方法还包括： 计算最大 ADP和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上报给相关 的子系统。
11、 根据权利要求 10所述的方法， 其特征在于， 所述计算最大 ADP 和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上报给相关的子系统为：
对同一个前导检测任务的所有搜索位置进行前导检测得到的同一频偏 同一个签名对应的 ADP进行排序， 得到 16个最大的 ADP, 根据正频偏和 负频偏各自对应的 256个最大的 ADP, 得到共 512个最大的 ADP; 对每个 频偏对应的剩余的 ADP进行累加求和， 得到一个正频偏噪声数据， 一个负 频偏噪声数据； 将所述 512个最大的 ADP和两个噪声数据打包处理后上报 给相关的子系统。
12、 一种前导检测系统， 其特征在于， 该系统包括： 相关累积处理单 元、 补偿处理单元和并行处理单元； 其中，
相关累积处理单元， 用于将前导的码片分成多个码片的块， 并对多个 码片的块进行相关累积处理， 得到多组签名分量部分积；
补偿处理单元， 用于对多组每组多个签名分量部分积同时进行正频偏 的补偿处理和负频偏的补偿处理， 分别得到多组正频偏补偿结果和多组负 频偏补偿结果；
并行处理单元， 用于对多组正频偏补偿结果和多组负频偏补偿结果同 时进行相干累加处理、 相位旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以 及双天线合并处理。
13、 根据权利要求 12所述的系统， 其特征在于， 所述并行处理单元进 一步包括：
第一处理单元， 用于对多组正频偏补偿结果进行相干累加处理、 相位 旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理；
第二处理单元， 用于对多组负频偏补偿结果进行相干累加处理、 相位 旋转处理、 签名匹配处理和复数求模处理、 以及双天线合并处理。
14、 根据权利要求 12或 13所述的系统， 其特征在于， 该系统还包括： 非相干累加处理单元， 用于相干累加长度 Nc=2048时， 将属于同一频 偏的双天线合并处理后得到的两组各多个签名的对应部分积进行非相干累 加处理；
排序和噪声累加单元， 用于计算最大 ADP 和噪声数据， 将所述最大 ADP和噪声数据上报给相关的子系统。
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