本發(fā)明涉及無(wú)線通信，更具體地涉及一種適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前5g?nr系統(tǒng)中，物理隨機(jī)接入信道(prach，physical?random?accesschannel)用于支持用戶設(shè)備(ue，user?equipment)向基站(gnb)發(fā)起隨機(jī)接入，其可以用于承載隨機(jī)前導(dǎo)序列(preamble)。前導(dǎo)序列基于zc序列生成，其具有良好的互相關(guān)和自相關(guān)特性。如圖1所示，發(fā)送前導(dǎo)序列時(shí)，還需在zc序列前后分別添加cp和gt。其中，cp為循環(huán)前綴(cycle?prefix)，用于克服傳輸時(shí)延造成造成的符號(hào)間串?dāng)_(isi)，其實(shí)際為zc序列的末尾一段序列(原理與cp-ofdm技術(shù)相同)；gt為保護(hù)時(shí)間間隔(guard?time)，用于避免傳輸時(shí)延過大而導(dǎo)致前導(dǎo)序列的傳輸時(shí)間范圍與后續(xù)的其他信號(hào)重疊，進(jìn)而造成干擾(gt實(shí)際為空，ue在該時(shí)間段內(nèi)不需要發(fā)送任何信號(hào))。

2、對(duì)于prach信道的頻偏，目前是利用連續(xù)接收的多個(gè)ofdm符號(hào)完成測(cè)量，下式為接收的prach信道頻域信號(hào)的數(shù)學(xué)模型：

3、

4、式中，rp(l,k)表示第p根天線、第l個(gè)ofdm符號(hào)、第k個(gè)子載波上的接收信號(hào)；npath表示多徑條數(shù)，在前導(dǎo)序列發(fā)送時(shí)間(1ms)內(nèi)可認(rèn)為是恒定的；hp(i)表示第p根天線、第i條傳輸路徑上的信道衰減因子；α表示頻偏因子；n表示收發(fā)雙方進(jìn)行fft和ifft處理的點(diǎn)數(shù)；xu(n)表示根序號(hào)為u的zc序列，u表示根序列索引，表示滿足的數(shù)值；cv表示zc序列循環(huán)移位值；nzc表示根序列長(zhǎng)度；toff(i)表示第i條傳輸路徑的等效傳輸時(shí)延，toff＝tdelay(i)+tcp-tremove，tdelay表示ue與gnb的傳輸時(shí)延，tcp表示cp持續(xù)時(shí)間，tremove表示fft處理前移除的起始端信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)度，按ofdm調(diào)制理論其取值需為tcp，但為防止ue的下行同步導(dǎo)致精度較差，實(shí)現(xiàn)過程中往往將其設(shè)置為0.5tcp；wp(l,k)表示第p根天線、第l個(gè)ofdm符號(hào)、第k個(gè)子載波對(duì)應(yīng)的干擾噪聲(包括載波間干擾ici)。

5、在prach信道的接收過程中，若檢測(cè)且僅檢測(cè)出一個(gè)前導(dǎo)序列結(jié)果，則可在假定多個(gè)子徑信號(hào)中存在一子徑信號(hào)功率明顯強(qiáng)于其他子徑信號(hào)的條件下，基于不同ofdm符號(hào)的相位差完成prach信道的頻偏測(cè)量，如下式所示：

6、

7、式中，foff表示測(cè)量結(jié)果，p表示總接收天線數(shù)，l表示總ofdm符號(hào)數(shù)。

8、如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中prach信道的頻偏測(cè)量，需在僅檢測(cè)出一個(gè)前導(dǎo)序列的前提下，基于不同ofdm符號(hào)才能完成。顯然，僅檢測(cè)出一個(gè)前導(dǎo)序列的前提條件很難滿足——通信協(xié)議難以約束同一時(shí)刻僅一個(gè)ue發(fā)送前導(dǎo)序列信號(hào)。而且，即使該前提條件滿足，受限于無(wú)線資源，分配給prach信道的ofdm符號(hào)數(shù)往往只有一個(gè)，如nr標(biāo)準(zhǔn)定義的prach?format0，此時(shí)則無(wú)法完成頻偏測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于功率譜脈沖峰的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，可在只有一個(gè)ofdm符號(hào)的條件下完成prach信道頻偏測(cè)量。

2、本發(fā)明提供的一種適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，包括：

3、步驟s1，在通信之前，對(duì)prach信道使用的zc序列根序號(hào)進(jìn)行約束，以使因頻偏導(dǎo)致的兩個(gè)最大功率譜脈沖峰處于不同檢測(cè)窗內(nèi)，且所述兩個(gè)最大功率譜脈沖峰與主峰也處于不同檢測(cè)窗內(nèi)；

4、步驟s2，prach信道接收信號(hào)，經(jīng)前傳處理、re解映射、ifft處理、符號(hào)與天線合并、脈沖峰搜索和前導(dǎo)序列檢測(cè)判決后，獲取前導(dǎo)序列的最大脈沖峰位置和前導(dǎo)序列功率譜；

5、步驟s3，基于所述前導(dǎo)序列的最大脈沖峰位置和所述前導(dǎo)序列功率譜，分別獲取prach信道的整數(shù)倍頻偏和分?jǐn)?shù)倍頻偏；

6、步驟s4，基于所述prach信道的整數(shù)倍頻偏和分?jǐn)?shù)倍頻偏，獲取最終的prach信道頻偏結(jié)果。

7、進(jìn)一步地，所述步驟s1中的zc序列根序號(hào)滿足如下條件：

8、

9、式中，cv表示zc序列循環(huán)移位值；u表示zc序列根序號(hào)索引，表示滿足的中間數(shù)值，nzc表示zc序列長(zhǎng)度；ncorr表示ifft變換點(diǎn)數(shù)；ncs表示prach信道的檢測(cè)窗大??；fmax表示預(yù)先定義的5g?nr系統(tǒng)允許的最大頻偏絕對(duì)值，δf表示prach信道的子載波間隔。

10、進(jìn)一步地，所述分?jǐn)?shù)倍頻偏fdec按照下式計(jì)算：

11、

12、式中，p(n)表示preamble功率譜，nmax表示在preamble檢測(cè)判決中檢測(cè)到preamble的最大脈沖峰值索引，round(x)表示對(duì)x進(jìn)行四舍五入求整，u表示zc序列根序號(hào)索引，表示滿足的數(shù)值，nzc表示zc序列長(zhǎng)度，ncorr表示ifft變換點(diǎn)數(shù)。

13、進(jìn)一步地，所述preamble功率譜按照下式計(jì)算：

14、

15、式中，p(n)表示preamble功率譜，p表示總接收天線數(shù)，l表示總ofdm符號(hào)數(shù)，rp(l,k)表示第p根天線、第l個(gè)ofdm符號(hào)、第k個(gè)子載波上的接收信號(hào)，n表示收發(fā)雙方在前傳處理過程中進(jìn)行fft和ifft處理的點(diǎn)數(shù)，xu'(k)表示接收方生成的原始zc序列。

16、優(yōu)選地，計(jì)算所述preamble功率譜時(shí)，ncorr≥4nzc，nzc表示zc序列長(zhǎng)度。

17、進(jìn)一步地，所述整數(shù)倍頻偏fint的計(jì)算方法如下：

18、在范圍內(nèi)遍歷尋找滿足如下條件的整數(shù)fint：

19、

20、

21、其中，fmax表示預(yù)先定義的5g?nr系統(tǒng)允許的最大頻偏絕對(duì)值，δf表示prach信道的子載波間隔，nmax表示在preamble檢測(cè)判決中檢測(cè)到preamble的最大脈沖峰值索引，u表示zc序列根序號(hào)索引，表示滿足的中間數(shù)值，nzc表示zc序列長(zhǎng)度，ncorr表示ifft變換點(diǎn)數(shù)，cv表示zc序列循環(huán)移位值，ncs表示prach信道的檢測(cè)窗大小。

22、進(jìn)一步地，所述最終的prach信道頻偏結(jié)果foff按照下式計(jì)算：

23、foff＝fint+fdec

24、式中，fint表示prach信道的整數(shù)倍頻偏，fdec表示prach信道的分?jǐn)?shù)倍頻偏。

25、本發(fā)明的基于prach信道檢測(cè)窗大小的zc序列根序號(hào)選擇機(jī)制和基于檢測(cè)到的preamble功率譜計(jì)算分?jǐn)?shù)倍頻偏的機(jī)制，可在prach信道只分配有一個(gè)ofdm符號(hào)的條件下完成頻偏測(cè)量，測(cè)量誤差可達(dá)prach子載波間隔的0.01，可明顯降低高速大頻偏場(chǎng)景下的prach信道資源開銷。本發(fā)明支持檢測(cè)出多個(gè)preamble的場(chǎng)景，可對(duì)每一個(gè)preamble按照本發(fā)明的方法進(jìn)行處理獲取到頻偏測(cè)量結(jié)果。

技術(shù)特征：

1.一種適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟s1中的zc序列根序號(hào)滿足如下條件：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，所述分?jǐn)?shù)倍頻偏fdec按照下式計(jì)算：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，所述preamble功率譜按照下式計(jì)算：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，計(jì)算所述preamble功率譜時(shí)，ncorr≥4nzc，nzc表示zc序列長(zhǎng)度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，所述整數(shù)倍頻偏fint的計(jì)算方法如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于nr標(biāo)準(zhǔn)的prach信道頻偏測(cè)量方法，其特征在于，所述最終的prach信道頻偏結(jié)果foff按照下式計(jì)算：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適用于NR標(biāo)準(zhǔn)的PRACH信道頻偏測(cè)量方法，包括：步驟S1，在通信之前，對(duì)PRACH信道使用的ZC序列根序號(hào)進(jìn)行約束，以使因頻偏導(dǎo)致的兩個(gè)最大功率譜脈沖峰處于不同檢測(cè)窗內(nèi)，且兩個(gè)最大功率譜脈沖峰與主峰也處于不同檢測(cè)窗內(nèi)；步驟S2，PRACH信道接收信號(hào)，包括前傳處理、RE解映射、IFFT處理、符號(hào)與天線合并、脈沖峰搜索和Preamble檢測(cè)判決，獲取Preamble的最大脈沖峰位置和Preamble功率譜；步驟S3，基于Preamble的最大脈沖峰位置和Preamble功率譜，分別獲取PRACH信道的整數(shù)倍頻偏和分?jǐn)?shù)倍頻偏；步驟S4，基于PRACH信道的整數(shù)倍頻偏和分?jǐn)?shù)倍頻偏，獲取最終的PRACH信道頻偏結(jié)果。本發(fā)明可在PRACH信道只分配有一個(gè)OFDM符號(hào)的條件下完成頻偏測(cè)量，明顯降低高速大頻偏場(chǎng)景下的PRACH信道資源開銷。

技術(shù)研發(fā)人員：李波,鄒慶奎,陸犇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海瀚訊信息技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21