一种5GPRACH频域滤波检测方法与装置与流程

本发明涉及无线通信领域，更具体地说，本发明涉及一种5g prach频域滤波检测方法与装置。

背景技术：

1、5g prach信道(物理随机接入信道)是第五代移动通信技术(5g)中用于实现终端设备与基站之间的初始接入过程的关键信道，在5g系统中设备在尝试与基站建立连接时，首先发送一段称为随机接入前导(random access preamble)信号，基站检测接收随机接入前导信号，从而实现对终端的时间同步。

2、5g prach信道使用基于zadoff-chu序列(zc序列)的前导信号序列，具有良好的自相关和互相关性能。该前导信号序列能够在不同的多径条件下实现干扰抑制和同步捕获。

3、为了支持不同距覆盖需求，5g prach信道支持不同的时间周期长度，分别对应不同子载波间隔，如1.25khz、5khz、15khz以及30khz等情况。前导的周期越长，子载波间隔越小，支持覆盖距离越远。

4、由于prach根据实际场景需求会存在不同配置格式，须要对接收信号采样率变换，另外prach可能在不同频域位置，速率变换包含下变频、滤波、抽取三个步骤。

5、将prach从频域位置下变频到“零”频位置，通过低通滤波器滤除带外信号，以免抽取发生混叠。该方法适合在fpga或芯片实现，通过流水结构实现信号接收。但是在软件实现中，下变频和滤波运算量较大，资源开销大。

6、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、本发明可以克服现有技术的prach速率变换不适合在软件实现中，运算量大、复杂度高的缺陷，实现5g prach信道在不同配置条件下速率变化。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种5g prach频域滤波检测方法，包括如下步骤：

3、步骤s100：去cp；

4、步骤s200：时域序列分段；

5、步骤s300：fft变换到频域；

6、步骤s400：提取prach频域位置，并将prach搬移到“零频”；

7、步骤s500：将搬移后的频域子载波信号变换到时域；

8、步骤s600：将频谱搬移后时域信号，进行抽取；

9、步骤s700：prach检测。

10、在一个优选的实施方式中，步骤s100包括以下步骤：

11、步骤s101：根据prach不同格式，不同cp长度，去掉前导序列cp；

12、步骤s102：计算公式为：

13、

14、n＝0,1,...,nu-1；；

15、式中:y(n，r)为接收到第r天线，时序采样信号；ydecp(n，r)为去cp后第r天线，时序采样信号；为前导cp长度。

16、在一个优选的实施方式中，步骤s200包括以下步骤：

17、步骤s201：若前导子载波间隔与pusch子载波间隔不一样，将接收信号进行分段；

18、步骤s202：计算公式为：

19、

20、

21、式中:ulen为接收prach信号长度；nfft为快速傅里叶变换长度；fs为系统采样率；δfpusch为pusch子载波间隔。

22、在一个优选的实施方式中，步骤s300包括以下步骤：

23、步骤s301：分别对每一段时域信号做fft运算；

24、步骤s302：计算公式为：

25、

26、k＝1，...，nfft-1。

27、在一个优选的实施方式中，步骤s400包括以下步骤：

28、步骤s401：根据prach起始位置以及prach所占用rb个数，提取出prach频域子载波；

29、步骤s402：提取出频域子载波，搬移至“零频”，从k＝0开始摆放；令搬移后的频域信号为yshift(k，r)。

30、在一个优选的实施方式中，步骤s500中，计算公式为：

31、

32、式中：yshift(n，r)为频谱搬移后的时域信号。

33、在一个优选的实施方式中，步骤s700包括以下步骤：

34、步骤s701：prach检测可以按照传统频域域检测方法检测，包括相关、门限判决和ta估计等操作；

35、步骤s701：序列相关，采用频域相乘，然后变换到时域方式，计算公式为：

36、c(k，r)＝y*(k，r)*x(k)；

37、k′＝0，…，lra-1；

38、其中:

39、

40、

41、ifft变换到时域，得到相关功率谱，ifft长度nfft，corr＝4096；

42、

43、n＝0，...，nfft，corr-1；

44、nfft＝4096。

45、根据本公开实施例的第二方面，提供一种5g prach频域滤波检测装置，包括：

46、处理器；

47、用于存储处理器可执行指令的存储器；

48、其中，所述处理器被配置为：

49、实现上述任一项所述的5g prach频域滤波检测方法。

50、根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述任一项所述的5g prach频域滤波检测方法。

51、本发明一种5g prach频域滤波检测方法与装置的技术效果和优点：

52、1.传统的prach速率变换不适合在软件实现中，运算量大、复杂度高，而本发明可以有效的解决这一缺陷，可以实现5g prach信道在不同配置条件下速率变化；

53、2.发明可以提升面对频率突发性干扰情况，提升数据传输效率、系统容量。

技术特征：

1.一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于：步骤s100包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于：步骤s200包括以下步骤：

4.根据权利要求1所述的一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于：步骤s300包括以下步骤：

5.根据权利要求1所述的一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于：步骤s400包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于：步骤s500中，计算公式为：

7.根据权利要求1所述的一种5g prach频域滤波检测方法，其特征在于：步骤s700包括以下步骤：

8.一种5g prach频域滤波检测装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的5g prach频域滤波检测方法。

技术总结
本发明公开了一种5G PRACH频域滤波检测方法与装置，具体涉及无线通信领域，其中5G PRACH频域滤波检测方法包括如下步骤：步骤S100：去CP；步骤S200：时域序列分段；步骤S300：FFT变换到频域；步骤S400：提取PRACH频域位置，并将PRACH搬移到“零频”；步骤S500：将搬移后的频域子载波信号变换到时域；步骤S600：将频谱搬移后时域信号，进行抽取；步骤S700：PRACH检测。本发明可以实现5G PRACH信道在不同配置条件下速率变化，可以提升面对频率突发性干扰情况，提升数据传输效率、系统容量。

技术研发人员：吴亮明,赵宇,陈忠,李岳,李波,卿晓松
受保护的技术使用者：成都中科宇联信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17