一种基于特征前缀码检测的消息定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于WCDMA系统的消息定位技术领域，特别涉及一种基于特征前缀码检测 的消息定位方法。
【背景技术】
[0002] 在移动通信系统中，基站和移动台之间的无线信号是在移动信道中传输的。在 WCDMA系统中，用户在未获得与基站完全同步的传输上行数据之前必须获得一个专有ID、 定时调整和被分配一定的时频资源，该过程一般称为"非同步用户随机接入过程"，简称"随 机接入"。
[0003] 在WCDMA通信系统中，随机接入过程起着十分重要的作用。在随机接入过程中， UE(用户终端）并不知道与基站的距离和无线环境的好坏，所以UE在发送消息数据之前会 先使用较小的功率发送接入请求，如果得不到网络的回应，UE就重新使用稍大一点的功率 进行尝试。在这种接入请求中，UE向基站发送的是特征前缀码，作为与基站连接的功率"探 测"过程。
[0004] 特征前缀码的总长度为4096码片，它是由一个16位的签名序列重复256次构造 而成。这种16位的签名序列共设有16组，并且彼此完全正交，构成16组特征前缀码。网 络方在接收到随机接入信道（PRACH)的接入前缀码后，通过捕获指示信道（AICH)响应该接 入前缀码，UE在接收到AICH信道的ACK后，将停止发送接入前缀码，并在一个特定的时间 间隔之后在随机接入信道上发送消息码。
[0005] 物理层通过处理，发送、接收与随机接入过程紧密相关的PRACH信道和AICH信道， 完成UE与网络方信息交互，最终实现物理层随机接入过程。这个过程需要建立两个信道的 信号捕获及解调解码模型，以实现这两个信道的切换和信道间信息的交互，处理中需要严 格满足两个信道的时序关系。所以这种实现方式的设计流程复杂度会很高，运算量也会增 加。
[0006] 通过上述处理方式可知，在WCDMA上行随机接入信道的接入过程中，需要处理 PRACH和AICH两个信道，这会增加设计的复杂度，不够简洁、快速。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提出一种基于特征前缀码检测的消息定位方法，实现随机接入 过程的消息定位。
[0008] 本发明的利用随机接入信道特征前缀码检测的消息定位方法包括的功能模块有： 特征前缀码检测模块、消息码定位模块。特征前缀码检测利用特征前缀码对接收数据进行 前缀码检测，消息定位模块是通过对前缀码检测结果的统计分析来定位消息码位置。为实 现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0009] 一种基于特征前缀码检测的消息定位方法包括以下步骤：
[0010] 步骤1，采集来自WCDMA通信系统物理随机接入信道的数据，来自WCDMA通信系统 物理随机接入信道的数据包括消息码X以及N组特征前缀码，N为自然数；将消息码X划分 为长度相等的多段数据，由消息码X划分得到的每段数据的长度为L，L取2的整数幂次；由 消息码X划分得到的第i段数据表示为i= 1，2, 3...;当i= 1时，跳至步骤2 ;
[0011] 步骤2,将由消息码X划分得到的第i段数据\分别与N组特征前缀码作频域 循环相关检测，得到对应的N组检测量，其中第k组检测量由L个复数检测量组成，k= 1，2,. ..，N;第k组检测量中的L个复数检测量表示为：
[0012]
【主权项】
1. 一种基于特征前缀码检测的消息定位方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，采集来自WCDMA通信系统物理随机接入信道的数据，来自WCDMA通信系统物理 随机接入信道的数据包括消息码X以及N组特征前缀码，N为自然数；将消息码X划分为长 度相等的多段数据，由消息码X划分得到的每段数据的长度为L，L取2的整数幂次；由消息 码X划分得到的第i段数据表示为X i, i = 1，2, 3.当i = 1时，跳至步骤2 ; 步骤2，将由消息码X划分得到的第i段数据Xi分别与N组特征前缀码作频域循环相关 检测，得到对应的N组检测量，其中第k组检测量由L个复数检测量组成，k = 1，2, ...，N ; 第k组检测量中的L个复数检测量表示为： 其中，η = 0, 1,2，·· .L-I ; 步骤3,得出复数检测量的模值平方值。(《)，根据以下公式得出模值平方值 的均值(《) ··
其中，M为自然数且M〈L-M-1 ;得出模值平方值^(?)和模值平方值的均值 <(?)之比豸(《)，利用豸(0)至<(Z -1)组成第i段数据的第k组相关模值峰均比矢量 得出第i段数据的每组相关模值峰均比矢量中元素的最大值，利用第i段数据的第1 组相关模值峰均比矢量中元素的最大值至第i段数据的第N组相关模值峰均比矢量中 元素的最大值Pf组成峰均比最大值向量P i;得出第i段数据相关模平方的峰均比最大 值，第i段数据相关模平方的峰均比最大值为：峰均比最大值向量P i中元素的最大值灼； 步骤4,对第i段数据相关模平方的峰均比最大值奶与阈值γ进行比较，若奶>/，则 令μ i= 1 ;否则令μ i= 0 ; 步骤5,如果以^=1且μ i=0,则说明消息定位成功；否则，令i的值自增1，返回至 步骤2。
2. 如权利要求1所述的一种基于特征前缀码检测的消息定位方法，其特征在于，在步 骤1中，所述N组特征前缀码中第k组特征前缀码表示为P k; 在步骤2中，复数检测量的计算公式为： Cf (η) = IFFT {FFT (Xi (η)) * FFT (Ρ, (η))} 其中，Xi (η)表示由消息码X划分得到的第i段数据Xi中的第η+1个数值，η = 0, 1，2,... L-I ;Pk (η)表示第k组特征前缀码Pk中的第η+1个数值，FFT (·)表示进行L点 傅里叶变换，*表示点乘，IFFT{ ·}表示进行L点逆傅里叶变换。
3.如权利要求1所述的一种基于特征前缀码检测的消息定位方法，其特征在于，在步 骤4中，阈值γ按照如下方法进行设定，在对第1段数据相关模平方的峰均比最大值釣和 阈值γ进行比较时，将阈值γ设为γ〇, 为设定值；在此之后的设定时间段内，如果每 段数据的相关模平方的峰均比最大值小于γ〇,则在设定时间段之后，将阈值γ从Y〇-k' ε 和Ymin中进行选取；其中，设定时间段的起始时刻为对第1段数据相关模平方的峰均比最 大值灼和阈值γ进行比较的时刻，设定时间段的长度STpT 1为设定值，ε为设定的大于 0的常数，k'表示在设定时间段之后与阈值γ进行比较的相关模平方的峰均比最大值的个 数，为设定的小于γ ^的数值；所述将阈值γ从γ o-k' ε和Ymin中进行选取的过程 为：判断Ycrk' ε和γηι?η的大小关系，如果γ fk' ε >γηι?η，则阈值γ选取为ε ;否 贝1J，如果yQ-k' ε彡γηι?η，则阈值γ选取为γηι?η。
【专利摘要】本发明属于WCDMA系统的消息定位技术领域，特别涉及一种基于特征前缀码检测的消息定位方法，其具体步骤为：1)通过千兆以太网接收对上行接入信道的采样数据；2)对采样数据做快速傅里叶变换并保存；3)对各组特征前缀码分别做快速傅里叶变换；4)将过程2中保存好的数据傅里叶变换结果分别与各组特征前缀码的快速傅里叶变换结果进行复乘运算；5)对复乘结果做逆快速傅里叶变换；6)对逆快速傅里叶变换结果求模平方，并检测峰值。本发明利用可编程逻辑器件对上行接入信道进行检测，实现了快速、准确的信号处理。
【IPC分类】H04L1-00, H04W74-08
【公开号】CN104639295
【申请号】CN201510076175
【发明人】苏涛, 吕倩, 武婷, 蔡晓磊
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月12日