CN101355383A - 一种随机接入信道的信号检测方法 - Google Patents

Abstract

一种随机接入信道的信号检测方法，包括：A：基站得到第u个根序列的N个时域相关值R(m)后，将N个时域相关值所对应的所有m值作为检测点；B：在当前所有检测点中，找到最大的时域相关值所对应的检测点m_max，当最大的时域相关值R(m_max)大于峰值检测门限时，判定在m_max所对应的循环移位搜索窗检测到了随机接入信道的前导码，并将m_max、以及当前检测点中的点m1和/或点m2作为非检测点；其中，m1＝(N+m_max－d_u)modN，m2＝(m_max+d_u)mod N；C：如果还有剩余检测点，且剩余检测点中的最大的时域相关值大于峰值检测门限，则跳转至步骤B，N≥N_zc。

Description

一种随机接入信道的信号检测方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种随机接入信道的信号检测方法。

背景技术

在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，UE(User Equipment，用户终端)开机之后首先通过SCH(Synchronization Channel，同步信道)进行下行同步，找到无线帧及子帧的接收起点和小区号(CellID)；然后通过BCH(Broadcast Channel)获取系统信息，系统信息中包括RACH(RandomAccess Channel，随机接入信道)的配置信息；最后通过RACH进行上行同步，完成接入系统的工作。

在上行同步的过程中，UE首先以下行同步时确定的无线帧及子帧的接收起点为基础找到RACH信道的发射位置，从获得的系统信息中确定本小区用于RACH传输的可用序列，然后从可用的序列中随机的选择一条作为前导码(preamble)发送。基站对前导码进行检测以确定上行定时调整量，并将其发送给UE。UE根据这个定时调整量调整上行信号的发送时刻，实现上行的时间同步。

LTE的上行随机接入前导码使用的是ZC(Zadoff-Chu)序列，第u根ZC序列的定义为：

$x_u\left(n\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πun}(n+1)}{N_{\mathrm{ZC}}}},$ 0≤n≤N_ZC-1；

其中，j为虚数单位；u是根序列索引号；N_ZC是ZC序列的长度且N_ZC是素数，在LTE中规定为839。

在LTE中，每个小区都会分配64条用于前导码的序列，这64条序列可以是来自同一个根序列的不同循环移位序列，也可以是来自不同根序列的不同循环移位序列。

ZC序列是恒幅零自相关(Constant Amplitude Zero Auto-correlation Code，简称CAZAC)的序列，ZC序列的相关性有以下特点：相同根序列的不同循环移位序列之间的相关性为0；不同根序列及其循环移位序列之间的相关性为

即不同根序列之间的相关性非常小，近似为0。因此基站可以利用ZC序列的相关性质对随机接入信号进行时域相关检测来获得上行的定时调整量。

时域相关检测方法直观上定义为对收到的信号和本地序列的各循环移位的复共轭进行点乘并求和得到每个循环移位样点的时域相关值，在数学上可以等效成接收的频域信号和本地频域序列复共轭点乘后通过反傅里叶变换转换到时域。时域相关检测的数学形式表示如下：

假设接收信号的时域形式为y(m)，频域形式为Y(k)；本地序列时域形式为x(m)，频域形式为X(k)，本地序列复共轭的时域形式为x^*(m)，频域形式X^*(k)；两者的相关函数R(m)，用公式表示为：

$R\left(m\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}^{*}\left(n\right)\·y(m+n)=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}Y\left(k\right)\·X^{*}\left(k\right)\·e^{j\frac{2\mathrm{\π}}{N}\mathrm{km}}---\left(1\right)$

其中，m为循环移位样点，N为ZC序列的样点数。因此，对使用同一个根序列的不同循环移位作为前导码的RACH用户，把接收到的信号转换到频域后将其与该根序列的频域序列复共轭点乘，对点乘后的结果进行反傅里叶变换转换到时域，可以得到每个循环移位样点对应的时域相关值。

通过对本地根序列的各循环移位序列对应循环移位搜索窗的时域相关值进行峰值检测，可以知道UE使用的是哪一条前导码，并根据检测到的UE使用的前导码得到UE的定时提前量。

图1是RACH时域相关检测的方法示意图；图中以两根接收天线为例，描述了对接收信号进行时域相关检测的实现方法，简要描述如下：

基站首先对各接收天线的接收信号进行频率校正和降采样，然后进行M点(比如M＝1024)的FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)，提取出839点的RACH频域信号；然后将839点的RACH频域信号与每个本地频域根序列复共轭点乘，补零到N点(N大于839，比如N可以等于2048)，进行N点的IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立叶逆变换)得到该本地根序列的N个时域相关值，对这N个时域相关值求模平方，得到的N点时域相关值大小反映了信号及噪声功率的大小；最后将两根接收天线的时域相关值合并，得到天线合并后的N个时域相关值，然后进行峰值检测，得到前导码的位置以及对应的时间提前量。

RACH时域相关检测(即对前导码进行检测，也称为RACH前导码检测)的性能可以用前导码的漏检率、虚警率和检测门限来表征。在RACH进行检测时，首先在不发送信号时确定给定虚警率目标下对应的检测门限，然后根据这个门限来测试发射信号时随机接入信号检测的漏检率。

虚警率的定义是当没有前导码发送时检测到前导码的概率；漏检率的定义是检测到一个错误的前导码、或者没有检测到一个已发送的前导码、或者检测到正确的前导码但是估计出错误的定时调整量等情况发生的概率。

一般要求目标虚警率为10^-3或略小于10^-3。当不发送信号时达到虚警率为10^-3或略小于10^-3的检测门限为峰值检测的门限。

峰值检测的门限分为绝对门限和相对门限两种。一般来说，绝对门限与噪声的大小有关，而将随机接入信号的相关值和噪声功率的比值作为门限时，则这个门限就和噪声功率无关了，因此将信号相关值和噪声功率的比值定义为峰值检测的相对门限。在对RACH信号进行检测时，一般是系统预设一个相对门限，然后在检测中估计噪声的大小，噪声大小和相对门限相乘可以得到绝对门限，所以上面所说的在不发送信号时在给定虚警率目标下确定对应的检测门限是指相对门限。当接收信号的相关值与噪声功率的比值大于相对门限时，认为有RACH信号。在正常情况下，相对门限设的越高，用户越难接入，设的越低，虚警就越多。一般来说，这个门限取值为：虚警率为10^-3时的信号与噪声的比值(因此也可称为虚警门限)。

在虚警门限下，当UE发射RACH信号时，如果没有频率偏移(简称频偏)和其他干扰，虚警率一般不会高于10^-3。但在有频率偏移时，RACH信号的能量会分散，因为前导码使用的是ZC序列，该序列的定义使得RACH信号在有频偏时能量会分散到另外一条循环移位序列上，从而出现检测错误。下面详细介绍ZC序列的这个频偏特性。

在下行频偏校正之后，上行RACH的频偏不会特别大。由于UE的运动速度一般小于375km/h，所以通常认为，RACH只存在小于等于1倍的频偏。为了便于分析，我们先假定产生了1倍频偏(可以是正的1倍频偏或负的1倍频偏)。设接收到的频域的RACH序列为Z(k)，其时域形式记为z(n)，根据IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform，离散反傅立叶变换)的性质，对N点的IDFT，我们有：

$z^{\′}\left(n\right)=\mathrm{IDFT}\left(Z(k\±1)\right)=z\left(n\right)\·\exp \left(\stackrel{\‾}{+}j\frac{2\mathrm{\π}}{N}n\right);---\left(2\right)$

根据ZC序列的表达式： $z\left(n\right)=\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{zc}}}\mathrm{un}(n+1)),$ 对序列长度是N_zc的ZC序列在循环移位整数d_u之后，我们得到：

$z(n+d_u)=\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{zc}}}\mathrm{un}(n+1))\·\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{zc}}}u\·d_u\·n)\·\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{zc}}}{\mathrm{ud}}_u(d_u+1));---\left(3\right)$

令 $\mathrm{\β}=\exp (-j\frac{\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{zc}}}{\mathrm{ud}}_u(d_u+1)),$ β是和n无关的量，当u和d_u确定时，β是常数。

则 $z(n+d_u)=z\left(n\right)\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{N_{\mathrm{zc}}}u\·d_u\·n)\·\mathrm{\β}---\left(4\right)$

由上面的分析可以看出，只有当u·d_u＝m·N_zc±1的时候，有z(n+d_u)＝z′(n)·β，即在产生1倍频偏的时候，RACH序列的相关峰会产生偏移，即整个循环移位搜索窗内的信号都会有偏移。这里m是整数，且m的取值保证u·d_u＝m·N_zc±1成立，此时d_u可表示为： $d_u=\frac{{\mathrm{mN}}_{\mathrm{zc}}\±1}{u}.$

对正的一倍频偏，有 $u\&CenterDot;d_u^{+}=m^{+}\&CenterDot;N_{\mathrm{zc}}+1,$ m⁺和d_u ⁺都是整数； $u\&CenterDot;d_u^{-}=m^{-}\&CenterDot;N_{\mathrm{zc}}-1,$ m^-和d_u ^-都是整数。因为 $u\&CenterDot;(N_{\mathrm{zc}}-d_u^{-})=(u-m^{-})\&CenterDot;N_{\mathrm{zc}}+1,$ 且u-m^-为整数。当 $0<d_u^{+}<N_{\mathrm{zc}}/2,$ 令N_zc-d^- _u为正整数，则 $N_{\mathrm{zc}}/2<{d^{-}}_u=N_{\mathrm{zc}}-d_u^{+}<N_{\mathrm{zc}};$ 当 $N_{\mathrm{zc}}/2<d_u^{+}<N_{\mathrm{zc}},$ 令N_zc-d^- _u为正整数，则有 $0<{d^{-}}_u=N_{\mathrm{zc}}-d_u^{+}<N_{\mathrm{zc}}/2.$ 注意N_zc是素数，所以N_zc/2不是整数，而d_u ⁺和d_u ^-都是正整数。

另外，观察下面公式(公式(5))也可以发现正负一倍频偏时d_u的取值规律。

$\exp (-j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N_{\mathrm{zc}}}u\&CenterDot;(\mathrm{Nzc}-d_u)\&CenterDot;n)=\exp (j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N_{\mathrm{zc}}}u\&CenterDot;d_u\&CenterDot;n)=\exp (j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N_{\mathrm{zc}}}(m\&CenterDot;N_{\mathrm{zc}}\&PlusMinus;1)\&CenterDot;n)=\exp (\&PlusMinus;j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{N_{\mathrm{zc}}}\&CenterDot;n)$

(5)。

从上面公式推导可知，。如果频偏为子载波间隔的小数倍时，由于u·d_u不会为小数，所以接收到的时域序列不会产生循环移位，而是处于原序列(无频偏时的序列)与原序列经过循环移位d_u后的序列(原序列在1倍频偏后得到的序列)之间的状态，这时接收到的信号与没有频偏的原序列之间以及与1倍频偏所产生的序列之间(即原序列循环移位d_u之后的序列)都会产相关峰，这时候就会同时出现循环移位搜索窗的两个副本(称为因为频偏造成的副本搜索窗，或简称为副本窗)。

在3GPP对LTE的物理层标准TS36.211中，对d_u的取值有明确的规定：

$d_u=\left\{\begin{array}{cc}{u}^{-1}\mathrm{mod}{N}_{\mathrm{ZC}}& 0\&le;u^{-1}\mathrm{mod}{N}_{\mathrm{ZC}}<N_{\mathrm{ZC}}/2\\ N_{\mathrm{ZC}}-u^{-1}\mathrm{mod}{N}_{\mathrm{ZC}}& \mathrm{otherwise}\end{array}\right.,$

其中，u^-1modN_ZC表示u·d_u＝m·N_zc±1，m是使d_u为正整数的最小整数，d_u总是小于N_Zc/2。在图2中给出了循环移位为0的一个例子，从中可以理解d_u ⁺、d_u ^-和d_u的关系以及循环移位窗和副本窗的关系，其中虚线部分是等效的负频偏副本窗，和时域相关法使用的负频偏副本窗是周期循环移位的关系。图3给出了某个不为0的循环移位对应的循环移位窗和副本窗的一个例子。从图2和图3可以看出，只用TS36.211中定义的d_u(即小于N_ZC/2的d_u值)，就可以推导出两个副本窗和其循环移位窗的距离。实际上，d_u是循环移位搜索窗起点和副本窗起点的距离。

在LTE物理层协议TS36.211中，在LTE中，对产生前导序列使用的循环移位分为非限制集unrestricted sets(也叫常规集normal set)和限制集restricted set(也叫高速集high speed set)两种。限制集(高速集)考虑了高速带来的频偏影响，为了保证各个前导序列的搜索窗相互之间没有交叠，前导序列的产生使用的循环移位量C_v会受到限制。但对LTE的非限制集(常规集)，用于频偏很小的场景(比如中低速小区)，其前导序列产生的循环移位量不会受限制，产生前导的循环移位的取值C_v＝v·N_CS，其中

表示取小于或等于x的最大整数，即对x向下取整，N_CS为搜索窗的长度(即产生循环移位序列的步长)。

根据ZC序列的频偏特性，由于基站收到的RACH信号是有频偏的，在RACH前导码检测中除了循环移位对应的搜索窗(简称循环移位搜索窗)外，在副本窗也会有峰值。对高速小区，多普勒频偏比较大，因此副本窗内的RACH信号的相关值会比较大，在检测时认为循环移位窗和两个副本窗都可能会出现信号，要对循环移位窗和两个副本窗综合检测，因为高速小区使用限制集，每个前导码对应的循环移位窗和其副本窗都和别的前导码的循环移位窗和其副本窗不重合，因此不会出现两个不同的前导码在一个搜索窗的现象。对中低速小区，多普勒频偏比较小，往往循环移位窗内的信号相关值远高于副本窗内的信号相关值，因此在检测时只认为循环移位窗中存在信号，即仅在循环移位窗进行前导码检测，不检测副本窗。

但在中低速小区总是存在一定的频偏的，比如多普勒频偏；这样，在副本窗中总是会有信号的相关峰出现，中低速小区使用的是非限制集，即没有循环移位限制，虽然每个前导码对应的循环移位窗和其他前导码的循环移位窗不重合，但每个前导码对应的循环移位窗可能和其他前导码的副本窗重合。在中低速小区，循环移位窗内的信号相关值要远大于副本窗内由于频偏带来的信号相关值，但在信噪比较高时，副本窗内这个频偏带来的相关值也会大。例如，只发送前导码C1，不发送前导码C2。当前导码C1的副本窗与前导码C2的循环移位搜索窗交叠时，C1的频偏副本信号可能落到C2的循环移位搜索窗。当对C2的循环移位窗检测时，很容易把前导码C1的频偏副本信号判断成C2的信号，而C2实际上是没有发送的，这就产生了虚警。

在某个RACH信号有频偏且信噪比很高时，这种虚警现象会很明显。在多个高信噪比用户同时接入时，虚警率会非常高。大量的虚警会增加随机接入过程中的信令开销，增加系统的处理负担，因此需要对虚警进行抑制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种随机接入信道的信号检测方法，对使用非限制集(中低速小区)的小区由于频偏引起的虚警进行抑制。

为了解决上述问题，本发明提供一种随机接入信道的信号检测方法，包括：

A：基站得到第u个根序列的N个时域相关值R(m)后，将N个时域相关值所对应的所有m值作为检测点，其中m＝1，2，...，N；

B：在当前所有检测点中，找到最大的时域相关值R(m_max)所对应的检测点m_max，当所述最大的时域相关值R(m_max)大于峰值检测门限时，判定在m_max所对应的循环移位搜索窗检测到了随机接入信道的前导码，并将m_max、以及当前检测点中的点m1和/或点m2作为非检测点；其中，m1＝(N+m_max-d_u)mod N，m2＝(m_max+d_u)mod N，m1和m2都是正整数；

C：如果还有剩余检测点，且剩余检测点中的最大的时域相关值大于峰值检测门限，则跳转至步骤B；否则结束当前根序列的检测；

其中，N≥N_ZC，N_ZC为根序列的长度；d_u为循环移位搜索窗的起点与副本窗起点之间的距离。

此外，在步骤B中，找到所述m_max后，还进行如下操作：

如果m3＞m4，则将大于等于m3且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m4的点作为非检测点；否则，将大于等于m3且小于等于m4的点作为非检测点；和/或

如果m5＞m6，则将大于等于m5且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m6的点作为非检测点；否则，将大于等于m5且小于等于m6的点作为非检测点；

其中，m3＝(N+m_max-d_u-X)mod N，m4＝(N+m_max-d_u+X)mod N，m3和m4为正整数；m5＝(N+m_max+d_u-X)mod N，m6＝(m_max+d_u+X)mod N，m5和m6为正整数；X＝int(N/(N_ZC×2)，int表示向上或向下取整。

此外，在步骤B中，找到所述m_max后，在当前检测点中找到与所述m_max属于同一循环移位搜索窗的超过峰值检测门限的其它检测点：m[1]、...、m[K]；将当前检测点中的m[k]-d_u和/或m[k]+d_u标识为非检测点；1≤k≤K。

此外，在步骤B中，找到所述检测点：m[1]、...、m[K]后，还进行如下操作：

如果m7[k]＞m8[k]，则将大于等于m7[k]且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m8[k]的点作为非检测点；否则，将大于等于m7[k]且小于等于m8[k]的点作为非检测点；和/或

如果m9[k]＞m10[k]，则将大于等于m9[k]且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m10[k]的点作为非检测点；否则，将大于等于m9[k]且小于等于m10[k]的点作为非检测点；

其中，m7[k]＝(N+m[k]-d_u-X)mod N，m8[k]＝(N+m[k]-d_u+X)mod N，m7[k]和m8[k]为正整数；m9[k]＝(N+m[k]+d_u-X)mod N，m10[k]＝(m[k]+d_u+X)mod N，m9[k]和m10[k]为正整数；X＝int(N/(N_ZC×2)，int表示向上或向下取整。

此外，在步骤B中，找到所述m_max后，还将当前检测点中与所述m_max属于同一循环移位搜索窗的所有检测点标识为非检测点。

此外，所述d_u大于等于2且小于N_Zc/2，并且当N＝N_ZC时，所述d_u满足如下等式：(u·d_u)mod N_zc＝±1。

此外，当N＞N_ZC时，du＝int(d′_u×N/N_ZC)，且d′_u满足如下等式：(u·d′_u)mod N_zc＝±1，d′_u大于等于2且小于N_Zc/2；其中，int()表示向上取整或向下取整。

此外，采用如下步骤确定所述峰值检测门限：

对接收信号进行噪声估计，得到噪声均值；将上述噪声均值与预先设定的相对门限值的乘积作为峰值检测门限；

所述相对门限值为在没有信号发送时，达到目标虚警率的虚警信号与噪声的比值。

此外，采用如下步骤确定所述噪声均值：

将接收信号的最大时域相关值与噪声估计比例作为门限A；将所述N个时域相关值中小于门限A的时域相关值的均值作为所述噪声均值；所述噪声估计比例小于1且大于0。

此外，所述根序列为ZC序列。

综上所述，采用本发明的方法，能够对使用非限制集(中低速小区)的小区中因为频偏引起的虚警进行有效的抑制，减少了虚警引起的信令开销，同时避免了对随机接入信号的漏检，保证了更多用户的成功接入。

附图说明

图1是RACH时域相关检测的方法示意图；

图2是RACH时域相关检测中循环移位为0时正负频偏副本窗与循环移位窗距离关系示意图；

图3是RACH时域相关检测中某个不为0的循环移位对应的循环移位搜索窗和频偏副本窗示意图；

图4是本发明实施例RACH时域相关检测方法流程图；

图5为RACH相关检测中由频偏引起的虚警示意图。

具体实施方式

本发明的基本思路是，由于频率偏移会造成大量虚警，因此可以在进行RACH时域相关检测过程中的峰值检测时，根据ZC序列的频偏特性找到这些虚警的位置，去掉这些可能是虚警的位置，来达到虚警抑制的目的。

下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

图4是本发明实施例RACH时域相关检测方法流程图。为了突出本发明的重点，图4对图1进行了部分合并和简化，并仅以单根接收天线为例进行描述。如图4所示，该方法包括如下步骤：

401：从接收信号中提取N_ZC个点的RACH频域信号值；

如上所述，N_ZC为ZC序列的长度，在LTE中规定为839。

402：将上述N_ZC个点的RACH频域信号值与每个本地根序列的复共轭进行点乘得到N_ZC个点乘值，并补零成N点(即进行时域过采样)后，进行N点的IFFT，得到每一本地根序列的N个时域相关值：R(m)，1≤m≤N；

其中，上述补零处理为可选操作，其作用是可以使用快速的反傅里叶变换，减少计算量，如果不进行补零处理，则N＝N_ZC。

403：将上述N个时域相关值进行模平方；

本步骤为可选步骤，经过模平方处理的时域相关值实际上反映了信号功率值。

对每一根序列的N个时域相关值进行峰值检测，以下以第u个根序列为例进行描述，具体包含如下步骤：

404：在N个时域相关值中，将所有大于峰值检测门限(记为门限B)的时域相关值所对应的m值(循环移位样点，或称为检测点)作为初始的待检测点集合；

门限B可以采用如下方法计算：

404A：对接收信号进行噪声估计，得到噪声门限(记为门限A)；

门限A可以等于：最大时域相关值×噪声估计比例；其中，噪声估计比例大于0且小于1，例如，噪声估计比例值可以取为0.6。

404B：计算所有小于门限A的时域相关值的均值(称为噪声均值)；

噪声均值实际上反映了噪声功率的大小。

当然，门限A和噪声均值也可以采用现有技术的其它方法计算。

404C：将上述噪声均值与预先设定的相对门限值的乘积作为门限B；

相对门限可以取没有信号发送时，达到目标虚警率(例如0.1％)的虚警信号与噪声的比值。

需要注意的是，峰值检测门限(门限B)的作用是区分噪声和信号，在本发明中仅起到停止检测的作用(即小于该门限的时域相关值不进行检测)，现有技术中还有其它多种设置和计算方法。

405：找到当前待检测点集合中各待检测点的时域相关值的最大值R(m_max)，判定在m_max所对应的循环移位搜索窗检测到了前导码，并根据m_max确定前导码所对应的该根序列的循环移位量和时间提前量；

406：将m_max从当前待检测点集合中删除(以避免重复检测)，如果m_max-d_u和/或m_max+d_u位于当前待检测集合，将m_max-d_u和/或m_max+d_u从当前待检测点集合中删除；

考虑到m_max-d_u和m_max+d_u有可能不在区间[1，N]的范围内，实际从待检测点集合中删除的点为：m1＝(N+m_max-d_u)mod N，m2＝(m_max+d_u)mod N，m1和m2都是正整数。

除了m_max-d_u和m_max+d_u以外，还可以将区间[m_max-d_u-X，m_max-d_u+X]和[m_max+d_u-X，m_max+d_u+X]中的其它值从待检测点集合中删除。其中，[]表示闭区间；X＝int(N/(N_ZC×2)，int表示向上或向下取整。

同样，考虑到m_max-d_u±X和m_max+d_u±X有可能不在区间[1，N]的范围内，实际上应当将满足以下条件的点从待检测点集合中删除：

如果m3＞m4，则删除大于等于m3且小于等于N的点，和/或，删除大于等于1且小于等于m4的点；否则，删除大于等于m3且小于等于m4的点；

如果m5＞m6，则删除大于等于m5且小于等于N的点，和/或，删除大于等于1且小于等于m6的点；否则，删除大于等于m5且小于等于m6的点；

其中，m3＝(N+m_max-d_u-X)mod N，m4＝(N+m_max-d_u+X)mod N，m3和m4为正整数；

m5＝(N+m_max+d_u-X)mod N，m6＝(m_max+d_u+X)mod N，m5和m6为正整数。

上述d_u为循环移位搜索窗的起点与副本窗起点的距离。在du＝1时循环移位窗和副本窗几乎重合，可以不用删除副本窗的点。因此可以限定只在d_u大于等于2时进行步骤406的操作。

当N＝N_ZC时，满足：(u·d_u)mod N_zc＝±1且d_u小于N_Zc/2；

当N＞N_ZC时，du＝int(d′_u×N/N_ZC)，且(u·d′_u)mod N_zc＝±1并且d′_u小于N_Zc/2，其中int()表示向上取整或向下取整。

u为根序列序号，运算符mod表示取余数，且当0＜x≤y时，(x)mod(y)的值小于或等于

表示向上取整，例如：838 mod 839＝-1。

通过本步骤，将当前待检测点集合中的最大相关值所在循环移位窗对应的前导码作为检测到的前导码，并且将该最大相关值的位置m_max、该最大相关值所在循环移位窗对应的两个副本窗中与该最大相关值的位置m_max对应位置(m_max-d_u和m_max+d_u)以及位置m_max-d_u、位置m_max+d_u)相邻的若干个位置作为虚警位置从待检测点集合中去除，以减少虚警率。

407：如果待检测点集合中还包含待检测点，则跳转至步骤405，否则结束第u个根序列的峰值检测。

图5为RACH相关检测中由频偏引起的虚警示意图；下面将结合图5对本发明的一个应用实例进行介绍。

在得到某一根序列所对应的N个时域相关值后，对小于门限A的时域相关值求均值，这些数据的均值反映了该根序列的噪声功率均值。将噪声均值与虚警率目标为10^-3时的相对门限值的乘积作为门限B。

假设系统配置的搜索窗的长度为Ncs，有一个RACH用户接入，该用户使用的是某个根序列的循环移位Cv1，则该用户的循环移位搜索窗从Cv1到Cv1+Ncs，一个副本窗为Cv1-d_u到Cv1-d_u+Ncs；另一个副本窗为Cv1+d_u到Cv1+d_u+Ncs。对低速小区，没有循环移位限制，所以循环移位Cv1的副本窗可能是其他RACH用户的循环移位搜索窗。

如图5所示，当对所有检测位置进行检测后，发现点x1(m1，R(m1))和点x2(m2，R(m2))都是超过门限B的点；点x1对应的峰值功率R(m1)最大，并落在Cv1的循环移位搜索窗内，因此判定检测到循环移位是Cv1的RACH用户。点x2也是超过门限B的点，实际上点x2是由点x1处RACH的频偏造成的，但在中低速小区没有循环移位限制的情况下，因为x2落在Cv2的循环移位窗内，如果不进行虚警抑制，会把点x2判断成循环移位是Cv2的另一个RACH用户，点x2就会成为虚警。假如信噪比很高，每个有RACH信号的循环移位窗对应的副本窗都会出现虚警，这将会带来很大的信令开销。

点x2和点x1的距离正好是d_u，这说明点x2有可能是点x1的频偏造成的，点x2以及其左右两点都可能会是虚警点，在检测中需要把点x2以及其左右两点从待检测点集合中去掉，这样就不会检测到这些位置的信号，也就不会产生虚警了。因为点x1对应的循环移位搜索窗已经检测到前导信号，这时非检测位置还包括点x1对应的循环移位搜索窗内的所有点，为了避免重复检测，因此还需要把从Cv1到Cv1+Ncs的位置都标明是非检测位置。接下来再次对所有可检测位置进行检测，发现没有超过门限B的时域相关值，则判定该根序列的峰值检测过程结束，该根序列相关检测的最后结果是只检测到点x1所在循环移位搜索窗对应的前导，点x2所在循环移位搜索窗对应的前导不作为检测的结果上报。

在一些极少的情况下会出现某个循环移位cv1频偏副本的峰值点和同一根序列另一个循环移位cv2峰值点重合的情况，这时使用我们上述的虚警抑制方法可能会造成循环移位cv2对应的信号的漏检，但这种情况是极少发生的，因为实际系统中各个用户距离基站位置是随机的，其时延也不同。并且当搜索窗长度比较大时，同一根序列的可用循环移位会很少，这种重合的概率就更小了。

另外，我们限制在d_u小于2的情况不进行本发明的虚警抑制处理(即在峰值检测中将某一循环移位搜索窗中确定为前导码的位置在其副本窗的对应位置作为非检测位置)，可以保证某个循环移位窗和其自身的副本之间有峰值交叠时不会出现漏检的现象。

根据本发明的基本原理，上述实施例还有多种变换方式，例如：

(一)在步骤405中，确定m_max后，还可以进行如下处理：首先在待检测点集合中找到所有与m_max位于同一循环移位搜索窗的点，然后将与m_max位于同一循环移位搜索窗的点和/或该循环移位搜索窗所对应的副本窗中的各对应点从待检测点集合中删除。

也就是说，如果在待检测点集合中存在与m_max位于同一循环移位搜索窗的m_max1，m_max1所对应的副本窗中的点是m_max1-d_u和m_max1+d_u(如果m_max1、m_max1-d_u和m_max1+d_u在待检测点集合中，则说明其对应的时域相关值大于门限B)，则可以将m_max1从待检测点集合中删除，如果m_max1、m_max1-d_u和/或m_max1+d_u在待检测点集合中，也可以将m_max-d_u和/或m_max+d_u从待检测点集合中删除。

当然，还可以将区间[m_max1-d_u-X，m_max1-d_u+X]和[m_max1+d_u-X，m_max1+d_u+X]中的其它值从待检测点集合中删除。

一般情况下，在当前检测点中找到与m_max属于同一循环移位搜索窗的超过峰值检测门限的其它检测点：m[1]、...、m{K]后，还可以进行如下操作：

如果m7[k]＞m8[k]，则将大于等于m7[k]且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m8[k]的点作为非检测点；否则，将大于等于m7[k]且小于等于m8[k]的点作为非检测点；和/或

如果m9[k]＞m10[k]，则将大于等于m9[k]且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m10[k]的点作为非检测点；否则，将大于等于m9[k]且小于等于m10[k]的点作为非检测点；

其中，m7[k]＝(N+m[k]-d_u-X)mod N，m8[k]＝(N+m[k]-d_u+X)mod N，m7[k]和m8[k]为正整数；

m9[k]＝(N+m[k]+d_u-X)mod N，m10[k]＝(m[k]+d_u+X)mod N，m9[k]和m10[k]为正整数。

(二)上述实施例以单根接收天线为例对本发明进行了描述，本发明同样适用于多接收天线的情况，只需将各接收天线所对应的N个时域相关值分别相加后进行峰值检测即可。

(三)实施例中使用了待检测点集合，对待检测点集合中的各点进行峰值检测，将每个非检测点或已经检测过的点从待检测点集合中删除；很显然具体实现时可以采用其它方式，例如，将检测过的点或非检测点进行标识，以避免重复检测或对虚警点进行检测。

Claims (10)

1、一种随机接入信道的信号检测方法，其特征在于，该方法包括：

A：基站得到第u个根序列的N个时域相关值R(m)后，将N个时域相关值所对应的所有m值作为检测点，其中m＝1，2，...，N；

B：在当前所有检测点中，找到最大的时域相关值R(m_max)所对应的检测点m_max，当所述最大的时域相关值R(m_max)大于峰值检测门限时，判定在m_max所对应的循环移位搜索窗检测到了随机接入信道的前导码，并将m_max、以及当前检测点中的点m1和/或点m2作为非检测点；其中，m1＝(N+m_max-d_u)mod N，m2＝(m_max+d_u)mod N，m1和m2都是正整数；

C：如果还有剩余检测点，且剩余检测点中的最大的时域相关值大于峰值检测门限，则跳转至步骤B；否则结束当前根序列的检测；

其中，N≥N_zc，N_zc为根序列的长度；d_u为循环移位搜索窗的起点与副本窗起点之间的距离。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤B中，找到所述m_max后，还进行如下操作：

如果m3＞m4，则将大于等于m3且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m4的点作为非检测点；否则，将大于等于m3且小于等于m4的点作为非检测点；和/或

如果m5＞m6，则将大于等于m5且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m6的点作为非检测点；否则，将大于等于m5且小于等于m6的点作为非检测点；

其中，m3＝(N+m_max-d_u-X)mod N，m4＝(N+m_max-d_u+X)mod N，m3和m4为正整数；

m5＝(N+m_max+d_u-X)mod N，m6＝(m_max+d_u+X)mod N，m5和m6为正整数；

X＝int(N/(N_ZC×2)，int表示向上或向下取整。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

在步骤B中，找到所述m_max后，在当前检测点中找到与所述m_max属于同一循环移位搜索窗的超过峰值检测门限的其它检测点：m[1]、...、m[K]；

将当前检测点中的m[k]-d_u和/或m[k]+d_u标识为非检测点；1≤k≤K。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，

在步骤B中，找到所述检测点：m[1]、...、m[K]后，还进行如下操作：

如果m7[k]＞m8[k]，则将大于等于m7[k]且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m8[k]的点作为非检测点；否则，将大于等于m7[k]且小于等于m8[k]的点作为非检测点；和/或

如果m9[k]＞m10[k]，则将大于等于m9[k]且小于等于N的点，和/或，大于等于1且小于等于m10[k]的点作为非检测点；否则，将大于等于m9[k]且小于等于m10[k]的点作为非检测点；

其中，m7[k]＝(N+m[k]-d_u-X)mod N，m8[k]＝(N+m[k]-d_u+X)mod N，m7[k]和m8[k]为正整数；

m9[k]＝(N+m[k]+d_u-X)mod N，m10[k]＝(m[k]+d_u+X)mod N，m9[k]和m10[k]为正整数；

X＝int(N/(N_ZC×2)，int表示向上或向下取整。

5、如权利要求1或3或4所述的方法，其特征在于，

在步骤B中，找到所述m_max后，还将当前检测点中与所述m_max属于同一循环移位搜索窗的所有检测点标识为非检测点。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述d_u大于等于2且小于N_Zc/2，并且当N＝N_ZC时，所述d_u满足如下等式：(u·d_u)mod N_zc＝±1。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当N＞N_ZC时，du＝int(d′_u×N/N_ZC)，且d′_u满足如下等式：(u·d′_u)mod N_zc＝±1，d′_u大于等于2且小于N_Zc/2；

其中，int()表示向上取整或向下取整。

8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，

采用如下步骤确定所述峰值检测门限：

对接收信号进行噪声估计，得到噪声均值；将上述噪声均值与预先设定的相对门限值的乘积作为峰值检测门限；

所述相对门限值为在没有信号发送时，达到目标虚警率的虚警信号与噪声的比值。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，

采用如下步骤确定所述噪声均值：

将接收信号的最大时域相关值与噪声估计比例作为门限A；将所述N个时域相关值中小于门限A的时域相关值的均值作为所述噪声均值；

所述噪声估计比例小于1且大于0。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根序列为ZC序列。

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