用于随机接入前导码检测的方法和设备与流程

一般来说，本公开的非限制性和示例性实施例涉及无线电通信的技术领域，且具体来说，涉及用于随机接入前导码检测的设备和计算机程序以及利用随机接入前导码检测的基站。

背景技术：

这部分介绍了可便于更好地理解本公开的方面。因此，要从这个角度阅读这部分的陈述，而不是将它们理解为承认现有技术中有的内容或现有技术中没有的内容。

在典型的蜂窝无线电系统中，最终用户无线电终端又称为用户终端、移动站或用户设备ue，它们布置成经由到一个或多个核心网络的无线电接入网络（ran）通信。ran覆盖划分成多个小区的地理区域，每个小区由基站提供服务，取决于协议和技术，基站可称为nodeb、演进型nodeb（enodeb）或enb。

对于任何蜂窝无线电系统的最基本要求之一是ue发起连接请求（通常称为随机接入）的可能性。在3gpplte（第三代合作伙伴计划长期演进）中，如3gppts（技术规范）36.211v12.4.0中所规定，随机接入规程以两种形式出现，允许到基于竞争或无竞争的接入。如3gppts36.321v12.4.0中所规定，基于竞争的规程由四个步骤组成，包括：步骤1，前导码传输；步骤2，随机接入响应；步骤3，层2/层3消息传输；以及步骤4，竞争解决消息。无竞争随机接入规程通常在小区之间的切换中使用。

在3gpplte中，如3gppts36.211v12.4.0中所规定，从一个或若干个根zadoff-chu（zc）序列生成步骤1中的前导码序列。基本上，有多个可用序列可供ue选择以便在一个小区中进行随机接入。例如，在lte系统中，每个小区中有64个序列能够用于随机接入。每次当ue将要进行随机接入时，从这64个序列中选择出一个序列。如果若干个ue选择相同序列，那么可能发生冲突，这能够导致一些或所有ue的随机接入失败。

根据基于竞争的规程，ue可通过经由物理随机接入信道（prach）向基站（例如，lte中的enb）传送随机接入前导码来发起随机接入。该前导码在下文中又可称为prach前导码。

一旦enb在时间-频率隙中检测到前导码，enb将在步骤2中在物理下行链路共享信道（pdsch）上发送随机接入响应（rar），并用传达检测到的前导码的身份的随机接入无线电网络临时识别符（ra-rnti）、使来自ue的随后上行链路传输同步的计时对准指令、对于步骤3消息的传送的初始上行链路资源准许、以及临时小区无线电网络临时识别符（c-rnti）的指派来对它进行处理。然后，在步骤3中，ue将向enb传达实际随机接入规程消息，例如无线电资源控制（rrc）连接请求、跟踪区域更新或调度请求。最后，在步骤4中，enb将发送竞争解决消息。

随着无线电通信的进一步发展，采用了高得多的载波频率和更多的天线元件。为了构造强有力地对抗对于高载波频率的频率误差或偏移以及相位噪声的随机接入前导码并降低多个天线存在的硬件复杂度，在针对诸如包括毫米波（mmw）网络的5g系统的下一代通信系统和概念开发的一些论述中，已提出了新的随机接入前导码格式（例如在pct申请pct/ep2014/055898中）。提出的前导码序列通过多次重复短序列被构造，每个短序列的长度等于例如在上行链路中传送的用于携带用户数据的单载波频分多址（sc-fdma）符号的符号的长度，并且因此，在基站处的前导码检测器可再利用如图1中所示的为其它上行链路信道（例如，物理上行链路共享信道（pusch））和信号配置的现有快速傅立叶变换（fft）模块，图1示意性地示出现有技术中的用于随机接入前导码检测的现有规程。以此方式，对于多天线系统显著减少了专用随机接入相关的处理和硬件支持的量，并且检测器还强有力地对抗来自其它上行链路信道和信号的载波间干扰。

如图1中所示，接收信号包括14个重复短序列的前导码序列，每个短序列对应于用于携带用户数据的符号。可在跟随的匹配滤波器（mf）之前利用在检测器处的12个fft模块将对应的短序列转换到频域中。然后，在进行逆fft（ifft）处理之前应用mf的所有输出的相干累加。最后，基于ifft输出的绝对平方值，前导码可连同往返时间估计一起被检测。

由于下一代通信系统的主要设计目标之一是在诸如15ghz或甚至更高的高频频谱上工作，所以诸如相位噪声的硬件缺陷将变得比在低频频谱上工作的当前系统中更加显著得多。例如，假设来自ue中的硬件的相位噪声引入0.1ppm（百万分之一）的频率误差，那么在15ghz载波频率上将会有1.5khz频率误差或偏移。当ue移动时，多普勒（doppler）移位可进一步增加该频率误差或偏移。因此，接收的prach前导码在前导码长度（例如在图1中，14个短序列的总长度）上的相位旋转随频率误差或偏移的增大而增大，这导致对基站处的检测器的相干累加时间的约束。该相位旋转与相干累加的组合导致高接入失败率，即，低接收灵敏度。众所周知，低prach接收灵敏度将限制系统覆盖，并且从而使系统性能降级。

技术实现要素：

本公开的各种实施例目的在于提供用于具有增加的接收灵敏度和降低的硬件复杂度的随机接入前导码检测的方法和设备。通过结合附图阅读以下对特定实施例的描述时，从其中还将理解本公开的实施例的其它特征和优点，其中附图举例示出本公开的实施例的原理。

在本公开的第一方面中，提供有一种在基站中用于随机接入前导码检测的方法。所述方法包括：确定接收的上行链路信号的频率偏移；以及采用所确定的频率偏移对所述接收的上行链路信号进行调整。所述方法还包括以第一假警报值从所调整的上行链路信号检测是否存在随机接入前导码。

通过此方法，可减缓或消除在高频频谱上工作的无线电系统中造成的高频偏移的影响，并且因而可不导致高的接入失败率。因此，可增加接收灵敏度，从而增加系统覆盖并改善系统性能。

另外，所述方法还可包括在确定所述接收的上行链路信号的所述频率偏移之前，以第二假警报值从所述接收的上行链路信号检测是否存在随机接入前导码。可响应于以所述第二假警报值检测到随机接入前导码，执行确定所述接收的上行链路信号的所述频率偏移，所述第二假警报值高于所述第一假警报值。

采用两个级别的假警报值，可进一步增加检测成功率和接收灵敏度。此外，由于频率偏移确定、上行链路信号调整和以较低假警报值进行的精细前导码检测都在以较高假警报值（即，第二假警报值）进行的粗糙前导码检测之后被执行，如果没有粗糙地检测到前导码，那么可不执行这些操作，这可另外降低在基站处的处理复杂度和功率消耗。

在一实施例中，随机接入前导码可至少包括多个相同随机接入序列的序列。所述方法还可包括：在确定所述接收的上行链路信号的所述频率偏移之前，将所述接收的上行链路信号分区成多个片段，每个片段具有的持续时间等于所述随机接入序列的持续时间。

通过将所述接收的上行链路信号分区成多个短片段，可再利用为在基站处的其它上行链路信道或信号而设计的现有处理模块（例如，fft模块）来处理这些短片段，并且因而无需专用于检测前导码的硬件，从而降低基站的硬件复杂度。

在进一步实施例中，可从所述多个片段中的至少一对片段的相位旋转来确定所述接收的上行链路信号的所述频率偏移。

在另一个实施例中，可通过对于所述多个片段中的每个片段补偿所确定的频率偏移以获得多个偏移补偿片段，来调整所述接收的上行链路信号。

在还有的另一个实施例中，可通过以下操作来以所述第一假警报值确定随机接入前导码的存在或不存在：将所述多个偏移补偿片段转换到频域中；在所述频域中对所转换后的多个偏移补偿片段进行滤波；将所滤波后的多个偏移补偿片段相干累加成累加信号序列；将所述累加信号序列转换回到时域；以及以所述第一假警报值从所转换后的累加信号序列检测是否存在随机接入前导码。

在还有的另一个实施例中，所述累加信号序列可包括多个信号元素。可通过以下操作来以所述第一假警报值从所述累加信号序列检测随机接入前导码的存在或不存在：获得所述多个信号元素中的每个信号元素的能量级别；演算所述能量级别相对于所述接收的上行链路信号的噪声级别的比值；以及然后基于所述比值与从所述第一假警报值确定的阈值的比较，检测所述随机接入前导码。

在还有的另一个实施例中，可在以所述第二假警报值检测是否存在随机接入前导码之前执行对所述接收的上行链路信号的分区。可通过以下操作来以所述第二假警报值检测随机接入前导码的存在或不存在：将所述多个片段从时域转换到频域；在所述频域中对所转换后的多个片段进行滤波；将所滤波后的多个片段转换回到所述时域；将所转换的滤波后的多个片段非相干累加成累加信号序列；以及然后基于所述累加信号序列与从所述第二假警报值确定的阈值的比较，检测是否存在随机接入前导码。

在还有的另一个实施例中，所述相干累加的信号序列可被表达为包括多个向量元素的向量，每个向量元素表示所述相干累加的信号序列的对应信号元素：

，其中

其中表示所述多个信号元素的数量；m表示所述多个片段的数量；m表示所述多个片段的索引；并且表示在对所述随机接入序列应用循环移位的情况下第n个信号元素的第m个片段。

在还有的另一个实施例中，所述非相干累加的信号序列可包括多个信号元素，并且可被表达为包括多个向量元素的向量，每个向量元素表示所述非相干累加的信号序列的对应信号元素：

，其中

其中表示所述非相干累加的信号序列的所述多个信号元素的数量；m表示所述多个片段的数量；m表示所述多个片段的索引；并且表示在对所述随机接入序列应用循环移位的情况下所述非相干累加的信号序列的第n个信号元素的第m个片段。

在还有的另一个实施例中，可通过zadoff-chu序列定义所述随机接入序列，其中将第u个根zadoff-chu序列定义为：

其中，u是根序列的索引；表示zadoff-chu序列的长度，其是素数；并且通过下式定义所述随机接入序列：

其中，是所述随机接入序列的持续时间；β是幅度缩放因子，，并且是副载波间距，其中通过参数来控制在所述频域中用于所述随机接入前导码的资源块的位置；通过来表示在所述频域中所述资源块的大小，其被表达为副载波的数量，并通过来表示用的倍数表达的上行链路带宽配置。

在本公开的第二方面中，提供有一种在基站中的用于随机接入前导码检测的设备。所述设备包括：确定模块，配置成确定接收的上行链路信号的频率偏移；以及调整模块，配置成采用所确定的频率偏移对所述接收的上行链路信号进行调整。所述设备还包括第一检测模块，其配置成以第一假警报值从所调整的上行链路信号检测是否存在随机接入前导码。

另外，所述设备还可包括第二检测模块，其配置成在所述确定模块确定所述接收的上行链路信号的所述频率偏移之前，以第二假警报值从所述接收的上行链路信号检测是否存在随机接入前导码，其中响应于由第二检测模块以第二假警报值检测到随机接入前导码而执行对所述接收的上行链路信号的频率偏移的确定，所述第二假警报值高于所述第一假警报值。

在本公开的第三方面中，提供有一种在无线电接入网络中的基站。所述基站包括处理器和存储器。存储器含有由处理器可执行的指令，由此基站操作以执行根据本公开的第一方面的方法。

在本公开的第四方面中，提供有一种在无线电接入网络中的基站。所述基站包括适于执行根据本公开的第一方面的方法的处理部件。

在本公开的第五方面中，提供有一种计算机程序。所述计算机程序包括指令，这些指令在至少一个处理器上执行时使得所述至少一个处理器实行根据本公开的第一方面的方法。

根据上面提到的各个方面和实施例，所提出的方法能够很好地抵制在高载波频率上工作的系统中的频率偏移，并还能够降低在基站侧和ue侧二者上的硬件要求。特别地，可识别以下优点：在高的频率偏移的情形中，能够明显降低随机接入失败率；能够在一定程度上放宽在基站和用户终端二者中对例如本地振荡器（lo）的硬件要求；并且系统性能（例如覆盖）能够至少对于初始接入和切换得到改善。

附图说明

作为示例，从参考附图的以下详细描述中，本公开的各种实施例的以上和其它方面、特征和益处将变得更充分地显而易见，附图中利用类似参考数字或字母来指定类似或等效要素。对图进行示出是为了便于更好地理解本公开的实施例，且附图不一定按比例绘制，图中：

图1示意性地示出现有技术中用于随机接入前导码检测的现有规程；

图2示出可在本公开的实施例中使用的示例prach格式；

图3示出根据本公开的实施例的用于随机接入前导码检测的示例方法300的流程图；

图4示出根据本公开的实施例用于实现如图3中所示的采用高假警报值的随机接入检测的示例规程；

图5示出根据本公开的实施例用于实现如图3中所示的频率偏移确定和调整的示例规程；

图6示出根据本公开的实施例用于实现如图3中所示的采用低假警报值的随机接入前导码检测的示例规程；

图7示出根据本公开的实施例在基站中的适于进行随机接入前导码检测的设备的示意性框图；以及

图8示出根据本公开的实施例在无线电接入网络中的基站的示意性框图。

具体实施方式

下文中，将参考说明性实施例描述本公开的原理和精神。应理解的是，给出所有这些实施例只是为了使本领域中技术人员更好地理解并进一步实践本公开，而不是为了限制本公开的范围。例如，作为一个实施例的部分加以示出或描述的特征可与另一个实施例一起使用，来还产生进一步的实施例。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实现的所有特征。

本说明书中提到“一个实施例”、“一实施例”、“另一个实施例”等，指示描述的实施例可包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可不一定包含该特定特征、结构或特性。此外，此类短语不一定指相同实施例。此外，当联系一实施例描述特定特征、结构或特性时，所主张的是，结合无论是否有明确描述的其它实施例来得到该特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的。

应理解的是，尽管本文中可使用术语“第一”和“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语只用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不偏离示例实施例的范围的情况下，第一元件能被叫做第二元件，并且类似地，第二元件能被叫做第一元件。如本文中所使用，术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或多个项的任何及所有组合。

本文中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，且不是旨在限制实施例。如本文中所使用，除非上下文另有明确指示，单数形式“一（a）”、“一（an）”和“该（the）”旨在也包括复数形式。还将理解的是，术语“包括（comprise）”、“包括（comprising）”、“含有（contain）”、“含有（containing）”、“包含（include）”和/或“包含（including）”在本文中使用时指定陈述的特征、元件和/或组件等的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、元件、组件和/或其组合。

在以下描述和权利要求中，除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域中的普通技术人员普遍理解的含义相同的含义。例如，本文中使用的术语“基站”可以指能够向用户终端（在本文中可称为“用户设备”或“ue”）提供无线电通信服务的实体或节点。

为了清楚地描述根据本公开的实施例的提出方法，首先介绍3gpplte中的一些概念和用于生成随机接入前导码的现有规程。

在3gpplte中，从基站到ue的下行链路基于正交频分复用（ofdm），而从ue到基站的上行链路则基于离散傅立叶变换扩展（dft-扩展）ofdm，它又称为单载波频分多址（sc-fdma）。

通常，无线电通信系统中的传送信号按照某种形式的帧结构进行组织。在lte中，利用具有10个时间长度为1毫秒的子帧的无线电帧，其中根据3gppts36.211v12.4.0，每个子帧被划分成两个时隙。通过一个或若干个由个副载波和个sc-fdma符号组成的资源栅格来描述每个时隙中的传送信号。资源栅格包括个物理资源块，每个物理资源块定义为时域中的个连贯sc-fdma符号和频域中的个连贯副载波。

给定正常长度的循环前缀，1毫秒的子帧由下行链路中的14个ofdm符号和上行链路中的14个sc-fdma符号组成。循环前缀附连到所述14个ofdm符号中的每个符号。ofdm和sc-fdma符号的部分被用于分别在称为物理下行链路共享信道（pdsch）和pusch的物理信道中携带用户数据。可在一个或若干个子帧（其在下文中称为prach子帧）上传送prach。

在用于生成随机接入前导码的现有规程中，首先由ue从一个或若干个根zadoff-chu序列选择根前导码序列，其被表示为：

其中u是根序列索引；表示第u个根zadoff-chu序列；表示该zadoff-chu序列的长度，例如如3gppts36.211v12.4.0中所定义的，并且

其中n是向量中的元素的索引。

然后，由ue选择循环移位为，并且因此，被循环移位所移位的序列被表达为：

其中表示被选择用于随机接入前导码生成的循环移位。

随后，按照下式利用点离散傅立叶变换（dft）将被循环移位所移位的序列转换到频域：

，

其将被映射到频域中的物理资源块。

因此，能够将时间连续的短信号序列用公式表示为：

其中，是短信号的持续时间；β是为了确认要传送的前导码的传送功率的幅度缩放因子；是副载波间距，并且用于控制频域中的前导码的位置。副载波间距表示副载波之间的间距。

备选地，可将等式(5)表达为：

其中，是短信号的持续时间；β是为了确认要传送的前导码的传送功率的幅度缩放因子；，并且是副载波间距，其中由参数来控制频域中的用于前导码的资源块的位置；由来表示频域中的资源块的大小，其表达为副载波的数量；并由来表示用的倍数表达的上行链路带宽配置。

可按照来实现与ofdm符号相同持续时间的短序列。对于lte版本8，如3gpp36.211v12.4.0中的表6.2.3-1中所定义的，副载波间距等于=15khz，使得短序列的持续时间等于66.6μs。随着副载波间距改变为例如=7.5khz，那么短序列的持续时间等于133.2μs。

在prach子帧中，通过重复(5)或(5’)中的短序列来构造要传送的前导码，且表达为：

其中，是构造的前导码的总持续时间；是用于设计第一短序列的开始的可选参数，它能够默认为零；并且“mod”表示求余运算，即，返回除法的余数的函数。

图2示出可在本公开的实施例中使用的示例prach格式。如图2中所示，一个prach子帧20包括为每个ue生成的pusch21和前导码22。前导码22设计成使得它包括多个相同随机接入序列（例如，15个相同随机接入序列s(n)）的序列，其中每个随机接入序列s(n)具有在时间上与每个sc-fdma符号23a、23b、23c（图2中只指示了几个）相同的长度。备选的是，前导码22可包括具有不同的重复随机接入序列的两个或更多序列。

在下文中，将参考图3-6详细描述根据本公开的实施例的用于随机接入前导码检测的方法。

图3示出根据本公开的实施例在基站中的用于随机接入前导码检测的示例方法300的流程图。

在一实施例中，当由在基站处的接收器在prach子帧上接收从ue传送到基站的上行链路信号时，可先在框301中将接收的上行链路信号分区成多个片段，例如m个片段，每个片段具有的持续时间优选等于随机接入序列的持续时间，例如，其中这m个片段的总持续期等于或小于构造的前导码的总持续期，即，。

用m个信号向量表示这m个片段。将在分区之后的第m个信号向量表示为具有持续时间的，其被采用的采样速率进行采样以便获得个样本，且表达为：

其中表示第m个信号向量的长度。可将第n个样本称为第m个片段的第n个信号元素。

然后，在一实施例中，在框302中，可采用对应于第二假警报值的预确定高假警报值检测在接收的上行链路信号中是否存在随机接入前导码。

图4示出用于实现采用高假警报值的随机接入检测的示例规程。在该实施例中，可先在框410中例如经由fft处理将所述多个片段从时域转换到频域。

例如，可将等式(7)中表示所述m个片段的所述m个信号向量馈送到在基站处的接收器的m个fft模块中，以获得在频域中的样本。将fft和副载波选择之后的第m个向量表达为：

其中向量元素表示第m个片段的第n个转换的信号元素。

此外，在框420中，可在频域中对转换的多个片段进行滤波。

例如，可采用匹配滤波器（mf）进一步处理所述m个向量，mf的滤波器系数根据具有不同循环移位的根序列（即，等式(4)中具有不同的向量）选择，以获得m个输出向量。将带有具有循环移位的根序列的第m个输出向量表达为：

其中，是表示第m个片段的第n个滤波后的信号元素的第m个输出向量的滤波后的值，且按下式被演算：

其中是复数值的关联函数（conjunctionfunction）。

随后，在框430中，可将滤波后的多个片段转换回到时域。

例如，可在没有任何相干累加的情况下通过倒dft直接处理等式(9)中的第m个输出向量，从而在时域中获得m个输出向量。将该步骤中的第m个片段的输出向量表达为：

。

然后，在框440中，可将经过转换的滤波后的多个片段非相干累加成累加信号序列。本文中使用的非相干累加可以指在不涉及相位信息的情况下累加来自不同片段的相同信号元素的能量，如以下的等式(12)和(13)所示，而本文中使用的相干累加可以指在涉及相位信息的情况下累加来自不同片段的相同信号元素，如以下的等式(20)和(21)所示。

例如，等式(11)中获得的输出向量可经受非相干累加以便获得如下向量：

其中等式(12)中的向量元素是表示第m个片段的第n个滤波后的信号元素的能量级别的的绝对平方值，且被表达为：

其中表示求和运算，并且表示用于演算绝对平方值的运算。

本文中采用所有m个片段或m个部分的非相干累加以便有助于避免接收的上行链路信号的频率偏移的影响。

然后，在框450中，基于累加信号序列与从高假警报值确定的阈值的比较来检测是否存在随机接入前导码。

例如，可通过按照下式对等式(8)中的向量的绝对平方值求平均来获得噪声级别：

因此，可利用以下向量来检测具有循环移位的根序列的存在或不存在：

在这种情况下，如果中的最大值大于从假警报值确定的阈值，其中假警报值可被选择为相对高的值（例如，20～30%）以便获得尽可能多的具有频率偏移的可能接入前导码，则检测到从具有循环移位的根序列生成的随机接入前导码。如果检测到随机接入前导码的存在，那么流程图300继续，以及否则前导码检测规程结束。

随后，在一实施例中，例如作为对在框302中检测到随机接入前导码的响应，在框310中，确定接收的上行链路信号的频率偏移。然后，在框320中，采用所确定的频率偏移对接收的上行链路信号进行调整。

图5示出根据本公开的实施例用于实现频率偏移确定和调整的示例规程。

如框510中所示，可演算所述多个片段中的至少一对片段的相位旋转。

例如，可利用在时域中的等式(7)的信号向量获得相位旋转，通过按照下式对任意两个相邻向量之间的相位差求平均来演算相位旋转：

其中表示用于获得复数值的相位角的运算，并且是复数值的关联函数。

应领会到的是，也可通过按照下式对具有特定距离的任意两个向量之间的相位差求平均来演算相位旋转：

其中p表示大于1且小于m的整数。

然后，在框520中，可从演算的相位旋转获得接收的上行链路信号的频率偏移。

例如，可按照下式从在等式(16)中演算的相位旋转来演算接收的下行链路信号的频率偏移：

其中是在持续期中的样本数量。

一旦确定频率偏移，便可在框530中例如通过对所述多个片段中的每个片段补偿确定的频率偏移以获得多个偏移补偿片段而来调整接收的上行链路信号。

例如，可将频率偏移补偿后的第m个片段的第m个向量表达为：

其中按照下式获得：

其中补偿了确定的频率偏移。

现在，流程图继续进行到图3的框330，其中，在框330中，以对应于第一假警报值的低假警报值从调整后的上行链路信号更准确地检测随机接入前导码的存在或不存在。

图6示出用于以低假警报值实现该随机接入前导码检测的示例规程。在该实施例中，在框610中，可首先例如经由fft处理将在框530中获得的所述多个偏移补偿片段从时域转换到频域。

然后，在框620中，可在频域中对所述转换后的多个偏移补偿片段进行滤波。

在框610和620中执行的操作与在框410和420中例如通过跟随的等式(8)-(10)被执行的操作类似。因此，为简单起见，本文中将省略对这些操作的详细描述。

如图4和6中示出的规程之间的差异主要在于要经受这些规程的信号。在图4的规程中，要被处理的是具有频率偏移的接收上行链路信号，而在图6的规程中，要被处理的是偏移补偿信号，并且从而可以采用相干累加。

因此，在框630中，可将所述滤波后的多个偏移补偿片段进行相干累加以获得累加信号序列。

例如，可将表示包括多个（即，个）累加信号元素的累加信号序列的向量表达为：

其中按照下式从等式(10)中的向量元素演算表示第n个累加信号元素的向量元素：

然后，在框640中，可例如通过逆dft（idft）处理将累加信号序列转换回到时域。

例如，可按照下式通过idft处理表示累加信号序列的向量：

随后，在框650中，可以低假警报值从转换后的累加信号序列检测是否存在随机接入前导码。

在一实施例中，可首先获得所述多个累加片段中的每个片段的能量级别。例如，可演算对于等式(22)中的向量的相应元素的绝对平方值来作为对应累加信号元素的能量级别，其表达为：

其中按照下式获得向量元素：

然后，可演算能量级别相对于接收的上行链路信号的噪声级别的比值。例如，可按下式演算该比值：

其中可从等式(14)演算噪声级别“noise”。

最后，可基于该比值与从低假警报值确定的阈值的比较来检测随机接入前导码。

在通过参考等式(23)-(25)描述的示例中，如果中的最大值大于从低假警报值确定的阈值，其中可被选择为相对低的值（例如，0.1%）以便获得更准确的接入前导码检测，则检测到从具有循环移位的根序列生成的随机接入前导码。此外，还可通过识别具有向量(25)中的最大值的索引来获得传播延迟。

根据如依据参考图3-6的本公开的以上实施例而提出的方法，能抵抗在高载波频率上工作的无线电系统中的频率偏移，并且进一步地，可在基站的接收器处再利用现有硬件，例如fft模块。并且，由于能够减缓或消除频率偏移的影响，所以在高频率偏移的情况中可降低随机接入失败率；能够在一定程度上放宽基站和用户终端二者中的硬件要求（例如，对lo的硬件要求）；并且对于初始接入和切换可改善系统性能，例如覆盖。

包括以上在框301和/或302中所描述的操作的方法300属于优选实施例，它可有助于增加前导码检测成功率并降低基站处的接收器的处理复杂度。但是，本领域中技术人员将领会到的是，根据实际应用和性能要求，在一些实现中，可省略或组合这两个操作。此外，虽然按照如图3-6中所示的顺序示出和描述根据本公开的各种实施例的方法300，但是本领域中技术人员应领会到的是，方法300的一些操作可并行执行或按逆序执行。

此外，本领域中技术人员应领会到的是，以上根据本公开的实施例描述的方法不限于检测通过多次重复短序列而生成的随机接入前导码，而是能够更一般地可应用于具有重复特性的任何随机接入前导码。

图7示出根据本公开的实施例在基站中的适于随机接入前导码检测的设备700的示意性框图。设备700配置成执行以上参考图3-6描述的方法。

具体来说，如图7中所示，设备700包括：确定模块710，它配置成确定接收的上行链路信号的频率偏移；调整模块720，它配置成采用所确定的频率偏移对接收的上行链路信号进行调整；以及第一检测模块730，它配置成以第一假警报值从调整后的上行链路信号检测是否存在随机接入前导码。

在一实施例中，设备700还可包括第二检测模块740，第二检测模块740配置成在确定模块710确定接收的上行链路信号的频率偏移之前，以第二假警报值从接收的上行链路信号检测是否存在随机接入前导码。在该实施例中，确定模块710可响应于第二检测模块740以第二假警报值检测到随机接入前导码来确定接收的上行链路信号的频率偏移。第二假警报值可高于第一假警报值。

通过利用两个级别的假警报值，可进一步增加检测成功率和接收灵敏度。此外，由于频率偏移确定、上行链路信号调整和以较低第一假警报值进行的精细前导码检测都在以较高第二假警报值进行的粗糙前导码检测之后被执行，如果没有粗糙地检测到前导码，那么可不执行这些操作，这可另外降低基站接收器处的处理复杂度和功率消耗。

在进一步的实施例中，随机接入前导码可至少包括多个相同随机接入序列的序列。设备700还可包括分区模块750，分区模块750配置成在确定模块710确定接收的上行链路信号的频率偏移之前，将接收的上行链路信号分区成多个片段，每个片段具有的持续时间等于随机接入序列的持续时间。

另外，确定模块710还可配置成：演算所述多个片段中的至少一对片段的相位旋转，并从演算的相位旋转确定频率偏移。

在进一步的实施例中，调整模块720还可配置成对于所述多个片段中的每个片段补偿所确定的频率偏移以获得多个偏移补偿片段。

在进一步的实施例中，第一检测模块730还可配置成：将所述多个偏移补偿片段转换到频域中；在频域中对所述转换后的多个偏移补偿片段进行滤波；将所述滤波后的多个偏移补偿片段相干累加成累加信号序列；将累加信号序列转换回到时域；以及以第一假警报值从转换后的累加信号序列检测是否存在随机接入前导码。

在另一个实施例中，分区模块750还可配置成在第二检测模块740以第二假警报值检测是否存在随机接入前导码之前，对接收的上行链路信号进行分区。在该实施例中，第二检测模块740还可配置成：将所述多个片段从时域转换到频域；在频域中对所述转换后的多个片段进行滤波；将所述滤波后的多个片段转换回到时域；将所转换的滤波后的多个片段非相干累加成累加信号序列；并基于累加信号序列与从第二假警报值确定的阈值的比较来检测是否存在随机接入前导码。

以上模块710-750可配置成实现参考图3-6描述的对应操作或步骤，并且因而为了简单起见，本文中将不再详述。

图8示出根据本公开的实施例在无线电接入网络中的基站800的示意性框图。

基站800包括至少一个处理器810（例如，数据处理器（dp））和耦合到处理器810的至少一个存储器（mem）820。基站800还可包括耦合到处理器810的传送器tx和接收器rx840，它可以是包括用于与其它设备（例如，ue）进行无线电通信的至少一个天线的rftx/rx。mem820存储程序（prog）830。prog830可包括指令，这些指令在相关联的处理器810上执行时使得基站800能够根据本公开的实施例操作，例如执行方法300。所述至少一个处理器810和所述至少一个mem820的组合可形成适于实现本公开的各种实施例的处理部件850。

处理器810可具有适合于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，它可包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器dsp和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。

mem820可具有适合于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，它可利用诸如基于半导体的存储器装置、磁存储器装置和系统、光存储器装置和系统、固定存储器和可移动存储器的任何合适的数据存储技术来实现。

尽管是在lte和更高系统中的无线电接入网络的上下文中进行了以上描述，但是不应将它解释为限制本公开的精神和范围。本公开的想法和概念能够被推广以同时覆盖其它无线电接入网络。

另外，本公开提供一种含有如上所提及的计算机程序的载体，其中该载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。计算机可读存储介质能够是例如光致密盘或电子存储器装置，如ram（随机存取存储器）、rom（只读存储器）、闪速存储器、磁带、cd-rom、dvd、蓝光盘等。

本文中描述的技术可通过各种部件来实现，使得实现关于实施例描述的对应设备的一个或多个功能的设备不仅包括现有技术部件，而且还包括用于实现关于实施例描述的对应设备的所述一个或多个功能的部件，并且它可对于每个独立功能包括独立部件，或者部件可配置成执行两个或两个以上功能。例如，这些技术可在硬件（一个或多个设备）、固件（一个或多个设备）、软件（一个或多个模块）或其组合中实现。对于软件或固件，可通过执行本文中描述的功能的模块（例如，规程、功能等）进行实现。

上面参考方法、设备（例如，基站）的框图和流程图图示已描述了本文中的示例性实施例。将被理解的是，这些框图和流程图图示中的每个框以及这些框图和流程图图示中的框的组合分别能够通过包括计算机程序指令的各种部件来实现。可将这些计算机程序指令加载到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备上来产生机器，使得在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实现在流程图框或多个框中指定的功能的部件。

尽管本说明书含有许多特定的实现细节，但是不应将这些解释为是对任何实现或要求保护的内容的范围的限制，而应解释为是对可对于特定实现的特定实施例具体的特征的描述。本说明书中在独立实施例的上下文中描述的某些特征也能够在单个实施例中组合地实现。反之，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也能够在多个实施例中独立地或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管上文可将特征描述为以特定组合起作用并且甚至最初这样要求，但是在一些情形中，来自要求的组合的一个或多个特征能够从该组合被切除，并且要求的组合可指向子组合或子组合的变型。

对于本领域中技术人员将明显的是，随着技术进步，本发明概念能够以各种方式实现。给出上文描述的实施例是为了描述而不是限制本公开，并且要理解的是，在不偏离本领域中技术人员容易理解的本公开的精神和范围的情况下，可以采取修改和改变。这些修改和改变被认为是在本公开和附加权利要求的范围内。本公开的保护范围由附随的权利要求定义。