专利名称：一种基站Node B中的物理层随机接入信道前导检测门限获得装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及码分多址(CDMA: Code-Division Multiple-Access )通信系 统，尤其涉及一种码分多址系统随机接入前导检测门限获得装置。
背景技术：
在宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统中，物理层随机接入信道 (PRACH)是系统一个非常重要的组成部分。UE (UserEquipment,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都需要通过 PRACH发起随机接入过程。
在随机接入过程中，UE在通过广播得到的可用签名集和可用子信道集 中随机的选取子信道和签名，在选中的子信道对应的时.间发送由选中的签名 序列组成的随机接入前导。在NodeB(基站)侧，设定一个前导检测门限， 记录每个签名能量较大的多径，如果某个签名多径的最大的能量超过前导检 测门限，则认为有UE在以此签名发送前导，并对此签名发送确认信息，UE 在发送前导后如果收到允许接入的确认信息，将发送随机接入消息，否则如 果没收到确认信息，将抬高功率在下一个可用的子信道继续发送前导。可见， 在随机接入过程中，前导检测门限的计算和确定是影响随机接入性能的一个 关键点，如果前导检测门限设定较高，会使接入较难，同时也使随机接入的 UE发射功率较大，对其他用户引入了干扰，如果前导检测门限设定较低， 就会检测到较多由噪声产生的前导，即虛警较高，这样大量由噪声产生的前 导将占用解调资源，由于解调资源有限，就有可能导致UE发上来的前导没 有解调资源可用而被拒绝，导致接入时间长，甚至接入失败。
通常的随机接入前导检测方法中，首先对输入的信号进行解扰，解频偏， 解签名和相关积分等处理，得到每一个签名的不同时延位置的相关幅度值， 然后用其中最大的幅度值与前导检测门限比较进行接入前导判决。前导检测
门限定义为接收的前导功率与噪声的比率，这个是系统的参数，在系统配置 时就设定，在设定好信噪比含义的前导检测门限后，可以计算得到对应积分
后的总能量的幅度门限，推导如下<formula>formula see original document page 5</formula>
<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 5</formula>
其中/>、 ^是信号积分后的能量，尸,、,—(，噪声积分后的能量，CA是相 干积分长度，/。是码片噪声的能量(dB值)，『是前导检测门限(dB值)， r一是积分后的总能量幅度门限。因此，在获得实时的噪声估计值后就可以 得到对应积分后总能量的幅度门限，即前导检测幅度门限，但如果噪声估计 值不精确，就会导致获得的前导检测门限不准确而影响随机接入性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是是针对实时的噪声能量估计值不够准确或 没有实时噪声估计模块的情况下，提供一种通过近似估计噪声获得随机接入 前导检测门限的装置。
本发明提出 一种基站Node B中的物理层随机接入信道前导检测门限获 得装置，包含
查找表创建单元，用于在系统设置阶段，根据不同小区需要设定不同的 相干积分长度CA、非相干积分长度A^和天线数A^,，在系统中实测，统计 得到不同参数设置时对应的噪声估计系数C,建立查找表；
最大值记录单元，用于系统运行时，根据不同小区设置好并记录相干积 分长度CA、非相干积分长度^.,和天线数，对输入的信号进行解扰，解频 偏，解签名和相关积分处理，记录16个签名中每一个签名的不同时延位置 的相关幅度值中最大的N个；
噪声估计值计算单元，用于取最大值记录单元记录的每一个签名的该N 个相关幅度值中最小的n个幅度值，共nx 16个幅度值求平均，根据最大值
记录单元中记录的CA, W(.,和天线数查询查找表创建单元创建的查找表，
得到噪声估计系数C,然后计算得到噪声估计值/。；
前导检测门限计算单元，用于根据噪声估计值计算单元计算的噪声估计 值/。和信噪比含义前导检测门限计算前导检测门限。
所述最大值记录单元中N值为16或24。 所述查找表创建单元中噪声估计系数C由下式可得到
其中，乂.,是非相干积分长度，CA是相干积分长度，/。是实测的码片噪 声的能量值，《，,是天线数，Amp是16个签名每个签名最小2个幅度值的 平均值。
所述前导检测门限计算单元中前导检测门限为前导检测幅度门限乙,, ,
所述前导检测门限计算单元中前导检测门限为前导检测能量门限7;,，
A, I
7; =(iol(')*C4*(ioll)*C4+i)。
本发明通过查找表创建单元建立相干积分长度CA、非相干积分长度乂，
和天线数这三个参数和噪声估计系数c的查找表，由最大值记录单元记录
16个签名中每一个签名的不同时延位置的幅度最大的N个相关幅度值，再 由噪声估计值计算单元取其中最小的n个幅度值平均，查找前面建立的查找 表获得噪声估计系数C，计算动态估计噪声/。，前导检测门限计算单元根据 /。计算前导检测门限。由实例可知，本发明的上述前导检测门限获得装置， 能准确的估计噪声，因此能获得准确的前导检测门限。
图1是本发明一实例中系统实测噪声和动态估计噪声的概率分布图; 图2是本发明随机接入前导检测门限计算方法流程图。
具体实施例方式
本发明主要提出了一种WCDMA系统中物理层随机接入信道前导检测 门限获得装置，在得不到精确的实时噪声估计值的情况下，利用本发明中的 动态噪声估计方法，可以获得较为精确的前导检测幅度或能量门限。
在随机接入前导检测中，首先对输入的信号进行解扰，解频偏，解签名 和相关积分等处理，得到16个签名中每一个签名的不同时延位置的相关幅 度值，其中每个签名n个最低的相关幅度值已经接近噪声的平均水平，因此 可以利用每个签名最低n个幅度值取平均来动态估计噪声/。，同时根据随机 接入多径搜索需要和实现简化可以仅记录每一个签名多径相关幅度值中最 大的N个(N二16或24等，取值越大消耗的资源越多，当然N取其他值也 是可以的，只是实现复杂，消耗资源会多)，取其中每个签名最小n个(n二2 或4, l-4之间均可，当然n大于4，比如取5也是可以的，只是实现复杂， 消耗资源会多)幅度值的平均值进行动态噪声估计。
估计噪声前，需要建立一个噪声估计系数表，此系数可以事先在系统中 实测或通过理论计算得到，并做好查找表供系统运行动态估计噪声时查找使 用。实测时，在系统中设定相应的相干积分长度CA和非相干积分长度yv",, 由下式可得到对应的噪声估计系数C:
其中，A^是非相干积分长度，CA是相干积分长度，/。是实测的码片噪 声的能量值，A^,是天线数，Amp是每个签名最小两个幅度值的平均值。式 中参数C， A^，气 ,, CA, /。， Amp,其中A^，, CA这三个参数在 系统运行不同情况时取不同值，但都是我们事先知道并设定好的，在系统运 行前我们就可以通过实测得到/。和Amp,从而通过统计得到A^,, CA 这三个参数和C的关系，这样在系统运行时，知道了每个签名最小的2个 幅度值即Amp,可根据系统运行时参数A'", AL,, CA和对应的C,得到/。，
得到实时的/。后，就可以利用<formula>formula see original document page 7</formula>
这个公式得到前导检测幅度门限或前导检测能量门限，用于接入前导判决。图1为本发明的一个具体实施例中，系统实测的噪声和采用本发明的前 导检测门限装置动态估计的噪声的概率分布图。由图可见，上述前导检测门 限装置能准确的估计噪声。
图2是本发明随机接入前导检测门限计算方法流程图，这里假设N=16， n=2,即仅记录16个签名中每一个签名多径相关幅度值中最大的16个，利 用其中最小的2个幅度值进行噪声估计，由一前导检测门限获得装置实现， 结合图2本发明的具体实施步骤如下
步骤210:由查找表创建单元在系统设置阶段，根据不同的小区需要设 定不同的相干积分长度CA、非相干积分长度A^和天线数，在系统中实观'j， 统计得到不同参数设置时对应的噪声估计系数C,建立查找表；
查找表中确定的就是相干积分长度CA、非相干积分长度A"和天线数 这三个参数和系数C的关系，用查找表可以方便地通过相干积分长度CA、 非相干积分长度w"、天线数这三个参数索引到系数C,不用查找表用其他 别的表述方法也可以。
步骤220:最大值记录单元根据小区不同设置好并记录信噪比含义的前 导检测门限，相关积分长度，非相关积分长度和天线数，对输入的信号进行 解扰，解频偏，解签名和相关积分等处理，对16个签名，记录每一个签名 多径相关幅度值中最大的N- 16个；
步骤230:噪声估计值计算单元取每个签名上述N- 16个相关幅度值中 最小的n = 2个幅度值共32个幅度值求平均，得到一个代表噪声的幅度均值， 然后根据步骤220中设置的相关积分长度，非相关积分长度和天线数查表得 到噪声估计系数C,就可由下式计算得到估计的噪声/。；<formula>formula see original document page 8</formula>获得Amp和C的值没有严格的前后顺序，也可在步骤220中就查表获 得噪声估计系数C值，但系统实现时一般是先计算得到Amp再查表得到C, 再进行后续计算。
步骤240:前导检测门限计算单元根据信噪比含义前导检测门限和步骤 230中计算的动态估计噪声/。就可得到前导检测幅度门限，进行后续的前导
斗全测处理了 。
上面结合实施例详细描述了本发明的具体实施过程，同 一领域的技术人 员根据描述可以很容易实现本发明，同时在不脱离本发明的精神和实质的情 况下，通过改变相应的参数或将计算的幅度门限改为能量门限(幅度的平方 即为能量)等，可使本发明有许多变形，本发明的保护范围由所附的权利要 求来限定。
权利要求
1、一种基站Node B中的物理层随机接入信道前导检测门限获得装置，包含查找表创建单元，用于在系统设置阶段，根据不同小区需要设定不同的相干积分长度CA、非相干积分长度NCA和天线数Nant，在系统中实测，统计得到不同参数设置时对应的噪声估计系数C，建立查找表；最大值记录单元，用于系统运行时，根据不同小区设置好并记录相干积分长度CA、非相干积分长度NCA和天线数，对输入的信号进行解扰，解频偏，解签名和相关积分处理，记录16个签名中每一个签名的不同时延位置的相关幅度值中最大的N个；噪声估计值计算单元，用于取最大值记录单元记录的每一个签名的该N个相关幅度值中最小的n个幅度值，共n×16个幅度值求平均，根据最大值记录单元中记录的CA，NCA和天线数查询查找表创建单元创建的查找表，得到噪声估计系数C，然后计算得到噪声估计值I0；前导检测门限计算单元，用于根据噪声估计值计算单元计算的噪声估计值I0和信噪比含义前导检测门限计算前导检测门限。
2、 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述最大值记录单元中N 值为16或24。
3、 如权利要求1所述的装置，其特征在于所述查找表创建单元中噪 声估计系数C由下式可得到其中，M,是非相干积分长度，CA是相干积分长度，/。是实测的码片噪 声的能量值，《",是天线数，Amp是16个签名每个签名最小2个幅度值的 平均值。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于所迷前导检测门限计算单 元中前导检测门限为前导检测幅度门P艮r, , ,
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述前导检测门限计算单 元中前导检测门限为前导检测能量门限7;,, 7;, =(10^)*C4*(10T。 *C4 + 1)。
全文摘要
一种基站Node B中的物理层随机接入信道前导检测门限获得装置，由查找表创建单元根据不同小区需要设定不同的相干积分长度CA、非相干积分长度N<sub>CA</sub>和天线数N<sub>ant</sub>，在系统中实测，统计得到不同参数设置时对应的噪声估计系数C，建立查找表；然后最大值记录单元在系统运行时，根据不同小区设置好并记录CA、N<sub>CA</sub>和天线数，对输入的信号进行解扰，解频偏等处理，记录16个签名中每一个签名的相关幅度值中最大的N个；噪声估计值计算单元取该N个相关幅度值中最小的n个，共n×16个幅度值求平均，查询查找表，得到噪声估计系数C，然后计算得到噪声估计值I<sub>0</sub>；最后由前导检测门限计算单元，根据噪声估计值I<sub>0</sub>和信噪比含义前导检测门限计算前导检测门限。
文档编号H04W74/08GK101193436SQ20061016073
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者丁杰伟, 伟 沈, 王艳清 申请人:中兴通讯股份有限公司