[发明专利]一种物理随机接入信道的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的随机接入技术，特别是涉及一种物理随机接入信道的检测方法。

背景技术

在无线通信系统中，一个用户设备(UE)只有当其上行传输时间同步后，才能被调度进行上行传输。因此，LTE随机接入信道(RACH)作为非同步UE和LTE上行无线接入的正交传输方案的接口扮演了关键的角色。

在LTE中，RACH主要用于初始化网络接入，为那些还未得到或已经失去上行同步的用户实现上行定时同步。一旦用户完成上行同步，基站(eNodeB)可为它调度上行正交同步资源。因此，RACH使用的相关场景如下。

1)RRC_CONNECTED状态下的UE，但还未获得上行同步，需要发送新的上行数据和控制信息。

2)RRC_CONNECTED状态下的UE，但还未上行同步，需要接收新的下行数据，从而在上行传输相应的ACK/NACK。

3)RRC_CONNECTED状态下的UE，处于从正在服务的小区到目标小区的切换状态。

4)从RRC_IDLE到RRC_CONNECTED状态的转换，比如初始接入或跟踪区域更新。

5)从无线链接失败状态下恢复。

在以上场景均要触发随机接入过程。LTE随机接入过程有两种模式，即允许“基于竞争”的接入(隐含内在的冲突风险)或“非竞争”的接入。上述两种接入过程中，均需要先由UE在上行随机接入信道(PRACH)中发送随机接入前导码(Preamble)给基站(eNB)，然后当基站检测到随机接入信道中的Preamble码后，构造随机接入响应(RAR)消息，通过DL-SCH信道将该随机接入响应消息发送给UE。上述过程中，随机接入响应就是物理层对UE发送的preamble序列进行检测的反馈，又称Prach检测。Prach检测的正确与否，决定了随机接入的成功率。

在LTE系统中，PRACH preamble信号采用的Zadoff-Chu序列定义为：

x(n)=e-juπn(n+1)NZC]]>n＝0，1，L，N_ZC-1

其中，N_ZC表示序列长度，对于随机接入格式0-3和4分别等于839和139；u表示物理根参数，取值范围为u∈[1，N_ZC-1]。

用户随机接入前导码是通过代表用户信息的签名序列调制产生的。用户的随机接入前导码既可以在时域产生，也可以在频域产生。相对而言，随机接入前导码的频域产生方式实现难度要比时域产生稍低。并且更有利于随机接入前导码的相关接收。

Zadoff-Chu序列具有理想自相关(ACF)和恒模互相关(CCF)的良好特性，被采纳作为LTE系统的随机接入序列。不同的用户通过不同的循环移位(Ncs)进行区分，也就是使用来自同一根参数产生的ZC码的不同正交码进行用户区分。利用Zadoff-Chu序列的上述特性，eNodeB通过划分检测窗来检测是否有用户发起随机接入。

目前的Prach检测方法是噪声方差门限判决方法，该方法统计当前检测序列的能量估计出噪声方差，然后再根据噪声方差门限系数来确定检测峰值的门限，最后利用该门限对各检测窗中是否有前导码进行判决。。

在PRACH检测中，循环移位的大小与检测窗长度密切相关。当系统配置的循环移位较小时，检测窗长度过短。这会引起检测精度和定时精度的降低，从而存在“漏检”的问题。针对“漏检”问题，通常在做序列相关计算时采用频域补零的方式，即相当于时域上对相关序列进行插值，以提高检测精度。

但是，在测试和实际应用过程中，当采用频域补零的方式时，会导致由于逆傅利叶变换(IDFT)的泄露，使得随机接入前导码所在的检测窗口中的峰值能量不仅出现在本检测窗中，还会出现在相邻的没有随机接入前导码的检测窗口的中，即检测到“双峰”的问题。