专利名称：用于tdd-lte上行随机接入前导信号的快速检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种用于TDD-LTE(Time Division Duplexing-Long Term Evolution，时分双工模式的长期演进系统)上行随机接入前导信号 的快速检测方法及装置。
背景技术：
在TDD-LTE传输上行数据时，为了数据传输分配资源或者取得上行同步，引入随 机接入过程。在该过程中，为了标识发起随机接入请求的终端，需要用到随机接入前导信 号。在竞争模式下，UE (User Equipment，用户设备)随机选择前导来进行随机接入，为了检 测UE具体选择了哪一个前导，需要对UE发送的前导信号进行检测。TDD-LTE系统中，随机接入前导信号在频域上占用6个资源块(1. 08MHz)，这是为 了匹配LTE系统规定的最小传输带宽。所述前导信号为ZadofT-Chu序列经过信号处理产 生，所述序列有着良好的自相关性和互相关性，用它作为可以减少相邻小区间前导信号的 干扰，且便于基站的检测。TDD-LTE系统中规定每个小区中可用的随机接入前导序列为64 个，基站可以通过下行广播信号告知用户本小区可用的前导序列相关参数。终端从小区允 许使用的上行前导序列中随机地选择一个作为其随机接入的前导，在基站端检测出该前导 信号，以获得用户的身份标识，然后对该用户作出接入响应，从而使该用户获得上行同步， 由于同一小区的前导序列之间有一定关系，另外，前导信号经过上变频，非理想信道，下变 频后，可能有很大的失真，这些因素会导致基站对前导误检或者无法识别，从而导致用户接 入失败。因此，基站对前导信号的正确检测是保证用户随机接入成功的首要前提。现有的检测方法中，首先根据64个本地可用小区前导序列生成64个小区前导信 号，然后将接收到的用户发送的前导信号分别与前述64个小区前导信号进行相关运算，相 关峰最大的那个即为用户发送的标准前导信号，这样处理将要进行非常大的数学运算和存 储空间，它的运算量可以从数学的角度来分析将接收到的UE的前导信号与小区的一个前 导信号进行相关，需要做(4096+448)*2-1次相关运算，其中，4096为基带信号，即前导信号 产生数据的长度，448为插入循环前缀的长度，与小区中所有的前导信号进行相关则一共要 做64次相关运算，即乘法运算的次数为((4096+448) *2_1) *63。又由于TDD-LTE的数据为分 I、Q两路的复数，每两个复数相乘需要做四次实数相乘和两次实数相加运算，用传统的直接 相关检测算法，需要进行((4096+448) *2-1)*63*4次乘法运算和((4096+448) *2_1) *63*2 次加法运算，这么大的运算量无论是用软件，硬件还是软件和硬件相结合来处理，都需要很 长一段时间的延时，这将严重影响数据的实时处理，会导致产品反应速度很慢，达不到一定 的技术指标。因此，亟待提供一种用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法及装置 以克服上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的 快速检测方法及装置，采用该方法和装置可以显著降低进行随机接入信号检测时的运算 量，减小系统存储空间，从而有效加快产品运算速度，提高产品整体性能。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于TDD-LTE上行随机接入前导信号 的快速检测方法，其包括以下步骤接收用户发送的前导信号，并解调所述前导信号以获得相应的用户前导序列；
将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列作相关运算以获得用户发送的标 准前导序列；以及根据所述标准前导序列获得用户发送的标准前导信号。本发明还提供了一种实现前述方法的装置，其包括接收模块、解调模块、计算模 块和标准前导信号生成模块。其中，所述接收模块用于接收用户发送的前导信号；所述解调 模块用于解调所述接收模块接收到的前导信号以获得相应的用户前导序列；所述计算模块 用于将所述解调模块获得的用户前导序列与本地可用小区前导序列作相关运算以获得用 户发送的标准前导序列；所述标准前导信号生成模块用于根据所述计算模块计算的标准前 导序列获得用户发送的标准前导信号。与现有技术相比，本发明的用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法 及装置先将接收到的用户发送的前导信号解调，然后再将获得的用户前导序列与本地可用 的64个小区前导序列进行相关运算，最终获得用户发送的标准前导信号，该方法可以在准 确检测出上行随机接入前导信号的同时，大大降低信号检测时的运算量，减小系统存储空 间，提高运算速度，加快产品响应速度，满足实时性要求，提高产品的整体性能。通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
图1为本发明用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法的一个实施例 的流程示意图。图2为图1所示快速检测方法的步骤SlOl的详细流程示意图。图3为图1所示快速检测方法的步骤S103的详细流程示意图。图4为本发明用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法的另一实施例 的流程示意图。图5为本发明用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测装置的一个实施例 的结构框图。
具体实施例方式现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如 上所述，本发明提供了一种用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法，采用该 方法显著降低进行随机接入信号检测时的运算量，减小系统存储空间，从而有效加快产品 运算速度，提高产品整体性能。
下面将结合附图详细阐述本发明实施例的技术方案。图1为本发明用于TDD-LTE 上行随机接入前导信号的快速检测方法的一个实施例的流程示意图。如图1所示，本实施 例的用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法，包括以下步骤步骤SlOl 接收用户发送的前导信号，并解调所述前导信号以获得相应的用户前 导序列；具体的，首先通过接收机采集用户终端发送的前导信号，主要为在硬件平台进行数 据采集，其过程实施容易，在此未作具体介绍。解调所述前导信号的过程如图2所示，包括 将接收到的前导信号进行去循环前缀、频谱搬移、FFT变换、解映射和IFFT变换处理，这样 就可以得到用户前导序列。由于该过程严格为步骤S103的逆运算，且下文将从数学的角度 详细介绍步骤S103的实现过程，故此处不对解调进行详细介绍。
步骤S102 将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列作相关运算以获得用 户发送的标准前导序列。进一步地，在步骤S102之前，还可以包括预生成本地可用小区前导序列的步骤。 具体的，该步骤包括a)确定生成小区前导序列所需的前导根序列的数量以及每个根序列的派生序列 的个数。小区中的前导序列是由1个或者多个根序列派生得到，如果由一个根序列产生 的前导不够64个，再把逻辑根序列序号以递增的方式向后移一位，查表二获得对应的物 理根序列序号u，以同样的方式，生成M个前导，把这次生成的M个前导的序号定为M+1 M，如此类推，直到产生Ar =L64/M」个根序列，取前面的64个前导，即最后一个根序列只取 64-Mx(L64/M」-1)个前导。假设N。s配置为5，查表一得N。s值为12，则每个根序列产生的 前导序列的数目为从=「139/12>11个，一共需要;\'=|_64/11>6个根序列，6个根序列一 共产生66个前导，最后一个前导根序列只取前面的64-11>464/11」-1) = 9个前导序列。零 相关区的长度与根序列的数目关系见表一。
~1同一个$序列不同根序列的总个小区半径
(、Nr,值 f f的前导码ι数N:似/r{k){km)
配置(s个数L· /H .、八,
M- Nzr/
___ΜΛ A,J___0 = 2 69 . 1 ΖΖΖ _1__4__35__2__1.3
2—62431.7
3一8" 8一 42.3
4—1014一 5~2.8
5—12126—3.7
6丨15丨10丨7丨4.5表一b)根据物理根序列序号U值，获得小区中的所有的前导根序列。通过Ncs值把这64个前导分为N组(即N个根序列)，这N组数据的计算方法是 一样的，只是参数u不一样，这u值是通过系统消息中的逻辑根序列序号参数查表二获得逻 辑根序列序号U，根据公式(1)计算出每一组的第一个前导序列。假设给定的逻辑根序列序号为20，需要前导根序列的数目为N = 5，查表二获得对应的物理根序列序号为u = 11， 则其余N-I = 4组分别为逻辑根序号21，22，23和24对应的物理根序列序号u，查表二得u =128，U= 12, U= 127，u = 13，把u值代入公式(1)中，可以得到五个序列，这五个序列 统称为前导根序列。物理根序列序号u由系统信息中的逻辑根序列序号查表二(协议[1] 中的表5. 7. 2-5)获得，计算前导根序列的公式如下
πιιη{η-\-\)‘
权利要求
一种用于TDD LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法，其特征在于，包括接收用户发送的前导信号，并解调所述前导信号以获得相应的用户前导序列；将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列作相关运算以获得用户发送的标准前导序列；以及根据所述标准前导序列获得用户发送的标准前导信号。
2.根据权利要求1所述的快速检测方法，其特征在于，将所述用户前导序列与本地可 用小区前导序列作相关运算以获得用户发送的标准前导序列的步骤包括将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列求互相关函数以获得所述本地可用小 区前导序列中与所述用户前导序列同根的序列及其派生序列；以及将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列中与所述用户前导序列同根的序列及 其派生序列进行相关运算以获得用户发送的标准前导序列。
3.根据权利要求1或2所述的快速检测方法，其特征在于，还包括预生成所述本地可 用小区前导序列。
4.根据权利要求3所述的快速检测方法，其特征在于，所述预生成所述本地可用小区 前导序列的步骤包括确定生成小区前导序列所需的前导根序列的数量以及每个根序列的派生序列的个数；根据系统消息获得逻辑根序列序号u值，并获得相应的所述前导根序列；以及 将所述前导根序列进行循环移位，以产生所有的所述本地可用小区前导序列。
5.根据权利要求1或2所述的快速检测方法，其特征在于，根据所述标准前导序列获得 用户发送的标准前导信号的步骤包括对所述标准前导序列进行傅里叶变换，映射，傅里叶逆变换，频谱搬移和加循环前缀的 处理；则解调所述前导信号以获得相应的用户前导序列的步骤具体为对接收到的所述前导 信号进行去循环前缀，频谱搬移，傅里叶变换、解映射和傅里叶逆变换处理。
6.一种用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测装置，其特征在于，包括 接收模块，用于接收用户发送的前导信号；解调模块，用于解调所述接收模块接收到的前导信号以获得相应的用户前导序列； 计算模块，用于将所述解调模块获得的用户前导序列与本地可用小区前导序列作相关 运算以获得用户发送的标准前导序列；以及标准前导信号生成模块，用于根据所述计算模块计算的标准前导序列获得用户发送的 标准前导信号。
7.根据权利要求6所述的快速检测装置，其特征在于，所述计算模块包括第一计算单元，用于将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列求互相关函数以获 得所述本地可用小区前导序列中与所述用户前导序列同根的序列及其派生序列；和第二计算单元，用于将所述用户前导序列与所述第一计算单元获得的与所述用户前导 序列同根的序列及其派生序列进行相关运算以获得用户发送的标准前导序列。
8.根据权利要求1或2所述的快速检测装置，其特征在于，还包括 小区前导序列生成模块，用于预生成所述本地可用小区前导序列。
全文摘要
本发明公开了一种用于TDD-LTE上行随机接入前导信号的快速检测方法，其包括以下步骤接收用户发送的前导信号，并解调所述前导信号以获得相应的用户前导序列；将所述用户前导序列与本地可用小区前导序列作相关运算以获得用户发送的标准前导序列；以及根据所述标准前导序列获得用户发送的标准前导信号。本发明还公开了一种用于实现前述方法的装置，本发明的快速检测方法及装置可以在准确检测出上行随机接入前导信号的同时，大大降低运算量，减小系统存储空间，加快产品运算速度，提高产品整体性能。
文档编号H04B1/707GK101951272SQ201010278610
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者张家平, 张阳, 朱富利, 李恩全, 柯丹 申请人:湖北众友科技实业股份有限公司