专利名称：一种确定接入前导符起始位置的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信技术领域，尤其涉及一种确定接入前导符起始位置的方法及装置。
背景技术：
在UMTS (Universal Mobile Telecommunications System,意即通用移动通信系统)中，手机等无线终端需要通过首先发送的Preamble (接入前导符)实现与基站的接入过程。而且，相应的基站也需要在整个小区范围内进行Preamble检测，以确认是否有手机等无线终端接入网络。Preamble在发送时，需要根据基站提供的扰码进行加扰，因此，通过接收到的天线数据与已知的扰码进行相关操作，可以得到进行相关检测后的能量值。基于检测获得的能量值，便可以在小区半径内确定相应的能量值最大的点，即Preamble出现的位置。目前，通常采用的确定Preamble出现的位置的方式主要是根据小区半径大小，在每个可能的Pream ble起始位置均使用天线数据与扰码进行相关检测。具体地，如图1所示，假设小区半径的大小为5120 chip (片)，而Preamble的长度固定为4096 chip，那么共需要使用9216 chip的天线数据，如RO R9215所示。在每个可能出现Preamble的位置RO R5119，均使用相同的扰码SO S4095进行相关检测，共进行5120次，可以得到5120个位置的能量值EO E5119。如果每个位置的检测进行一次乘法，那么整个检测过程中进行了 5120X4096次(20，971，520次)乘法计算。通过上述描述可以看出，上述Preamble起始位置的的检测方案，存在运算量巨大的缺点，进而导致检测效率降低。且小区半径越大，相应的缺点越明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种确定接入前导符起始位置的方法及装置，以降低无线通信系统中确定接入前导符起始位置的过程中的计算复杂程度。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:第一方面，一种确定接入前导符起始位置的方法，包括:将接收到的天线数据划分为多个等长的子导频信号，并对相邻的两个子导频信号组成的数据转换为多个等长的频域的子导频信号；将本地产生的多个扰码导频信号中的每个扰码导频信号后补零，获得长度等于两个所述子导频信号长度的补零后数据，将该补零后数据转换为多个频域的补零后数据，其中，所述扰码导频信号的长度与所述子导频信号的长度相等；基于所述多个等长的频域的子导频信号和所述多个频域的补零后数据，确定接入前导符的起始位置。基于第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，基于所述多个等长的频域的子导频信号和所述多个频域的补零后数据，确定接入前导符的位置的步骤包括:
对所述频域的补零后数据求共轭，并将求共轭的结果与所述频域的子导频信号相乘，获得相乘后的结果；根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理，并将累加处理获得的结果转换为子导频信号对应的时域信号；根据所述时域信号的非相干累加结果确定接入前导符的起始位置。基于第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理的步骤包括:将接入前导符的长度除以相干累加长度获得的一个整数值；将所述相乘后的结果的数量平均分成所述整数值对应数量的组，并将每个组包含的相乘后的结果累加，获得所述整数值对应数量的累加结果。基于第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，该方法还包括获得所述非相干累加结果的步骤，且该步骤包括:将当前子导频 信号对应的时域信号进行由低倍速到高倍速的插值处理；基于经过插值处理获得的结果进行非相干累加处理获得当前子导频信号对应的非相干累加处理结果。基于第一方面第一种可能的实现方式，或者，基于第一方面第二种可能的实现方式，或者，基于第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述转换包括:若将时域转换为频域，则通过快速傅立叶变换的方式进行转换；若将频域转换为时域，则通过快速傅立叶逆变换的方式进行转换。第二方面，一种确定接入前导符起始位置的装置，包括:第一时频转换处理单元，用于将接收到的天线数据划分为多个等长的子导频信号，并对相邻的两个子导频信号组成的数据转换为多个等长的频域的子导频信号；第二时频转换处理单元，用于将本地产生的多个扰码导频信号中的每个扰码导频信号后补零，获得长度等于两个所述第一时频转换处理单元划分获得的子导频信号长度的补零后数据，将该补零后数据转换为多个频域的补零后数据，其中，所述扰码导频信号的长度与所述子导频信号的长度相等；接入前导符起始位置确定单元，用于基于所述第一时频转换处理单元获得的多个等长的频域的子导频信号和所述第二时频转换处理单元获得的多个频域的补零后数据，确定接入前导符的起始位置。基于第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述接入前导符起始位置确定单元具体包括:频域相关运算单元，用于对所述频域的补零后数据求共轭，并将求共轭的结果与所述频域的子导频信号相乘，获得相乘后的结果，再根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理；频域到时域的转换单元，用于将频域相关运算单元累加处理获得的结果转换为子导频信号对应的时域信号；位置确定子单元，用于根据所述频域到时域的转换单元获得的时域信号的非相干累加结果确定接入前导符的起始位置。
基于第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述频域相关运算单元中根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理的操作包括:将接入前导符的长度除以相干累加长度获得的一个整数值；将所述相乘后的结果的数量平均分成所述整数值对应数量的组，并将每个组包含的相乘后的结果累加，获得所述整数值对应数量的累加结果。基于第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第三种可能的实现方式中，该装置还包括非相干累加结果计算单元，用于将当前子导频信号对应的时域信号进行由低倍速到高倍速的插值处理，并基于经过插值处理获得的结果进行非相干累加处理获得当前子导频信号对应的非相干累加处理结果，以提供给所述位置确定子单元。基于第二方面第一种可能的实现方式，或者，基于第二方面第二种可能的实现方式，或者，基于第二方面第三种可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述第一时频转换处理单元和所述第二时频转换处理单元通过快速傅立叶变换的方式进行转换；所述频域到时域的转 换单元通过快速傅立叶逆变换的方式进行转换。基于第二方面，或者，基于第二方面第一种可能的实现方式，或者，基于第二方面第二种可能的实现方式，或者，基于第二方面第三种可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，该装置设置于基站中，或者，设置于无线终端设备中。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例的实现克服能够有效现有技术中存在的问题，降低无线通信系统中确定接入前导符起始位置的过程中的计算复杂程度，从而提高无线通信系统中的无线通信性能。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为现有技术中计算preamble起始位置的原理示意图；图2为本发明实施例提供的方法的处理流程示意图；图3为本发明实施例提供的天线数据划分方式示意图；图4为本发明实施例提供的方法的具体应用实例的处理过程示意图；图5为本发明实施例提供的装置的结构示意图一；图6为本发明实施例提供的装置的结构示意图二。
具体实施例方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明实施例提供的一种确定接入前导符起始位置的方法，如图2所示，可以包括:步骤21，将接收到的天线数据划分为多个等长的子导频信号；步骤22，对相邻的两个子导频信号组成的数据转换为多个等长的频域的子导频信号，即对划分后的子导频信号进行时频转换处理；具体地，相应的时频转换处理过程可以通过快速傅立叶变换的方式进行转换，或者，也可以通过其他类似的时频转换方式进行转换处理；步骤23，将本地产生的多个扰码导频信号中的每个扰码导频信号后补零，获得长度等于两个所述子导频信号长度的补零后数据，将该补零后数据转换为多个频域的补零后数据，其中，所述扰码导频信号的长度与所述子导频信号的长度相等；即在该步骤中，对补零后的数据进行时频转换处理，以获得频域的补零后数据；上述步骤22和步骤23的执行顺序不分先后，或者，也可以同时执行；步骤24， 基于所述多个等长的频域的子导频信号和所述多个频域的补零后数据，确定接入前导符的位置；进一步地，该步骤24的具体实现过程可以但不限于包括:步骤241，对所述频域的补零后数据求共轭，并将求共轭的结果与所述频域的子导频信号相乘，获得相乘后的结果；步骤242，根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理，并将累加处理获得的结果转换为子导频信号对应的时域信号，即进行由频域到时域的转换处理；其中，根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理的具体实现方式可以包括:先将接入前导符的长度除以相干累加长度获得的一个整数值A ;之后，再将所述相乘后的结果的数量平均分成所述整数值对应数量的组，即平均分成A个组，并将每个组包含的相乘后的结果累加，获得所述整数值对应数量的累加结果，即获得A个累加结果；在该步骤中，相应的由频域到时域的转换处理可以通过快速傅立叶逆变换的方式进行转换，或者，也可以采用其他类似的方式进行转换处理；步骤243，根据所述时域信号的非相干累加结果确定接入前导符的起始位置；在该步骤中，相应的获得所述非相干累加结果的处理步骤具体可以包括:首先，将当前子导频信号对应的时域信号进行由低倍速到高倍速的插值处理，以提高后续确定接入前导符位置的处理过程的准确性；之后，基于经过插值处理获得的结果进行非相干累加处理获得当前子导频信号对应的非相干累加处理结果。为便于理解，下面将结合附图，对本发明实施例提供的技术方案的具体应用过程进行详细的描述。在具体实施过程中，相应的确定接入前导符起始位置的实现方案可以基于快速傅里叶变换的频域检测算法实现。假设收到的天线数据如图3所示，包括4096chip的preamble信号，则在本发明实施例中可以将4096chip的preamble信号划分为若干个sub-preamble (即子导频信号，图3中显不为N个sub-preamble),每个sub-preamble的长度为n chip,且每两个sub-preamble组成一个FFT (快速傅立叶变换)段，如图3中的FFTI FFTN，共有N个FFT段。相应的FFT段变换的长度是2n chip，且相邻两个FFT段之间都有n chip的重叠，即每相邻两个sub-preamble组成一个FFT段。相邻FFT块(即FFT段)之间n chip的重叠保证了对每个sub-preamble的处理都落在自己的FFT窗内。具体地，相应的确定接入前导符起始位置的实现过程如图4所示，可以包括:步骤41，接收到的天线数据按照图3所示的FFT块(即FFT段)的范围取相应的2nchip接收信号进行FFT处理；具体地，对接收到的天线数据按照图3所示的FFT窗(S卩FFT段)取法进行FFT处理，获得I N FFT块的结果Ri, i=l,……，N，即共获得N个结果；步骤42，对N个本地产生的扰码导频信号(该扰码导频信号的长度与上述sub-preamble信号的长度一致)进行补零处理，补零后的扰码导频信号的长度与FFT段的长度一致，即可以在扰导频信号后补n个零，之后对补零后数据进行FFT，获得Si,i=l，……，N，同样，获得N个结果；步骤43，对Si求其共轭后，与对应的Ri相乘，得到相乘后的结果为:Y;(k) = Ri(k)^S；{lc) ^ j=1,......，N，共获得N个相乘后的结果 ，其中，K表示Ri或
Si第K个数据，且K的值由FFT块的长度决定；步骤44，根据相干累加长度对步骤43得到的相乘后的结果Yi进行累加，获得相干累加结果；仍参照图3所示，假设n=512，则N=8，即共有8个FFT块，那么该步骤中将得到的累加结果包括A1，Y2,……，Y8;相应的相干累加长度可以为1024 chip,2048 chip或者4096 chip ;假设相应的相干累加长度为2048 chip，则可以得到两个相干累加结果:X1 (k) = Y1 (k) +Y2 (k) +Y3 (k) +Y4 (k)；X2 (k) = Y5 (k) +Y6 (k) +Y7 (k) +Y8 (k)；步骤45，对步骤44获得的相干累加结果进行IFFT (快速傅立叶逆变换)处理，并去掉结果后面n chip的值(重叠长度)，得到时域信号:Xl(n)，X2(n)；步骤46，将步骤45输出的2倍速时域信号值插值到4倍速，并在时域进行非相干累加处理，即Ix1(H) I2+1 X2(H) |2，由此得到搜索窗最初n chip范围的相关搜索结果；在该步骤中，插值后的倍速越高，相应的确定接入前导符起始位置的性能就越好，但是运算量也就越大。步骤47，将上述步骤中FFT块的划分向后滑动n chip,并重复上述各步骤的处理，便可以得到图3中的第二个n chip范围的相关搜索结果；依次类推，即可得到整个搜索窗(小区半径)的相关搜索结果；相应的相关搜索结果获得的是preamble在某nchip范围内各位置上的能量值,其中，能量最大的位置即为preamble发送的起始位置，即相应的接入前导符起始位置。在上述处理过程中，FFT块窗按块滑动，共有N块，相应的输出的相关搜索结果也是按块输出。本发明实施例的实现可以大大减少确定接入前导符起始位置过程中的计算量，提高相应的处理效率，进而提高无线通信网络的性能。例如，当搜索窗的最大宽度为5120chip时，需要将上述步骤重复5120/n次，每次完成4096/n次、点数为2n的FFT运算。因此，当搜索窗宽为SchWin(最大值为5120chip)时，FFT运算次数为
权利要求
1.一种确定接入前导符起始位置的方法，其特征在于，包括: 将接收到的天线数据划分为多个等长的子导频信号，并对相邻的两个子导频信号组成的数据转换为多个等长的频域的子导频信号； 将本地产生的多个扰码导频信号中的每个扰码导频信号后补零，获得长度等于两个所述子导频信号长度的补零后数据，将该补零后数据转换为多个频域的补零后数据，其中，所述扰码导频信号的长度与所 述子导频信号的长度相等； 基于所述多个等长的频域的子导频信号和所述多个频域的补零后数据，确定接入前导符的起始位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述多个等长的频域的子导频信号和所述多个频域的补零后数据，确定接入前导符的位置的步骤包括: 对所述频域的补零后数据求共轭，并将求共轭的结果与所述频域的子导频信号相乘，获得相乘后的结果； 根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理，并将累加处理获得的结果转换为子导频信号对应的时域信号； 根据所述时域信号的非相干累加结果确定接入前导符的起始位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理的步骤包括: 将接入前导符的长度除以相干累加长度获得的一个整数值； 将所述相乘后的结果的数量平均分成所述整数值对应数量的组，并将每个组包含的相乘后的结果累加，获得所述整数值对应数量的累加结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括获得所述非相干累加结果的步骤，且该步骤包括: 将当前子导频信号对应的时域信号进行由低倍速到高倍速的插值处理； 基于经过插值处理获得的结果进行非相干累加处理获得当前子导频信号对应的非相干累加处理结果。
5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述转换包括: 若将时域转换为频域，则通过快速傅立叶变换的方式进行转换；若将频域转换为时域，则通过快速傅立叶逆变换的方式进行转换。
6.一种确定接入前导符起始位置的装置，其特征在于，包括: 第一时频转换处理单元，用于将接收到的天线数据划分为多个等长的子导频信号，并对相邻的两个子导频信号组成的数据转换为多个等长的频域的子导频信号； 第二时频转换处理单元，用于将本地产生的多个扰码导频信号中的每个扰码导频信号后补零，获得长度等于两个所述第一时频转换处理单元划分获得的子导频信号长度的补零后数据，将该补零后数据转换为多个频域的补零后数据，其中，所述扰码导频信号的长度与所述子导频信号的长度相等； 接入前导符起始位置确定单元，用于基于所述第一时频转换处理单元获得的多个等长的频域的子导频信号和所述第二时频转换处理单元获得的多个频域的补零后数据，确定接入前导符的起始位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接入前导符起始位置确定单元具体包括: 频域相关运算单元，用于对所述频域的补零后数据求共轭，并将求共轭的结果与所述频域的子导频信号相乘，获得相乘后的结果，再根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理； 频域到时域的转换单元，用于将频域相关运算单元累加处理获得的结果转换为子导频信号对应的时域信号； 位置确定子单元，用于根据所述频域到时域的转换单元获得的时域信号的非相干累加结果确定接入前导符的起始位置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述频域相关运算单元中根据相干累加长度对所述相乘后的结果进行累加处理的操作包括: 将接入前导符的长度除以相干累加长度获得的一个整数值； 将所述相乘后的结果的数量平均分成所述整数值对应数量的组，并将每个组包含的相乘后的结果累加，获得所述整数值对应数量的累加结果。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置还包括非相干累加结果计算单元，用于将当前子导频信号对应的时域信号进行由低倍速到高倍速的插值处理，并基于经过插值处理获得的结果进行非相干累加处理获得当前子导频信号对应的非相干累加处理结果，以提供给所述位置确定子单元。
10.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，所述第一时频转换处理单元和所述第二时频转换处理单元通过快速傅立叶变换的方式进行转换；所述频域到时域的转换单元通过快速傅立叶逆变 换的方式进行转换。
11.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，该装置设置于基站中，或者，设置于无线终端设备中。
全文摘要
本发明公开了一种确定接入前导符起始位置的方法，包括将接收到的天线数据划分为多个等长的子导频信号，并对相邻的两个子导频信号组成的数据转换为多个等长的频域的子导频信号；将本地产生的多个扰码导频信号中的每个扰码导频信号后补零，获得长度等于两个所述子导频信号长度的补零后数据，将该补零后数据转换为多个频域的补零后数据，其中，所述扰码导频信号的长度与所述子导频信号的长度相等；基于所述多个等长的频域的子导频信号和所述多个频域的补零后数据，确定接入前导符的起始位置。本发明实施例可以有效降低无线通信系统中确定接入前导符起始位置的过程中的计算复杂程度，提高无线通信性能。
文档编号H04W74/08GK103228055SQ201310088669
公开日2013年7月31日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者梅楠楠 申请人:深圳市海思半导体有限公司