專利名稱：一種正交頻分復用系統(tǒng)中初始接入信號的檢測方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線移動通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種正交頻分 復用系統(tǒng)中初始接入信號的檢測方法和裝置。
背景技術：
當前，第3代(3G)通信系統(tǒng)并不能真正為用戶提供寬帶多媒 體業(yè)務接入。然而隨著通過互聯(lián)網(wǎng)所進行的視頻、語音和數(shù)據(jù)通信 流量的顯著增長，以及移動電話的快速普及，用戶更加迫切;也希望 移動通信系統(tǒng)可以提供移動多媒體業(yè)務的接入。因此世界各國也都 4巴目光才殳向3G以后的移動通j言系統(tǒng)。其中OFDM (Orthogonal Fr叫uency Division Multiplexing,正交頻分多^各復用)/OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access ，正交步貞分多址)就是 一種引人注目的候選方案。
例如802.16e是^f吏用正交頻分復用^支術的協(xié)i義，在其物理層頭見 范中對于移動臺(SS, subscriber stations)的初始4妻入4吏用的是基于竟 爭的原則。用于測距(ranging)信道的子信道下標在上行映射消息 (UL-MAP, Uplink map)中夫見定。用戶可以在ranging信道上進4亍竟 爭(collide)。為了有效地進行ranging傳輸，每個用戶可以從一組-見 定的二進制碼中隨才幾選擇測距碼(ranging code)。這些碼^皮二進制相 移鍵控(BPSK， Binary Phase Shift Key)調(diào)制在ranging信道的載波上， 每個載波1比特。初始ranging應該在兩個或四個連續(xù)的符號上實現(xiàn)。在每個符號期間，ranging信道應使用相同的ranging碼，在兩 個,尋號間；殳有才目4立不連續(xù)寸生(discontinuity )。
圖1是初始ranging傳輸?shù)臅r域描述的示意圖。
如圖l所示，構造方式如下
(1) 先形成兩個完全相同的符號；
(2) 在第一個OFDM符號開頭加上循環(huán)前綴(CP, Cyclic Prefix):等于第一個OFDM符號結尾處的CP長度的波形； 以及
(3 )為第二個OFDM符號結尾加上4呆護間隔(guard interval): 等于第一個OFDM符號開頭處的CP長度的波形。
SS在捕獲了下4亍同步和上4亍傳輸參lt后，應該隨枳J也選才奪 Ranging時隙(使用二進制截短指數(shù)算法避免可能的重碰撞)作為 沖丸4亍ranging的時間，然后隨才幾的選擇一個ranging石馬(乂人4刀始^匕 ranging碼域中)并傳!lr給BS ( base station,基站)作為一個CDMA 碼。
BS不能辨別是哪一個SS發(fā)送了 ranging申請，因此在成功的 接收了 ranging碼以后，BS需要廣播一個ranging響應消息，其中 包4舌4妄收的ranging碼和ranging時隙(例如OFDM符號凄t、子4言 道等)。發(fā)送ranging碼的SS利用這些信息來判斷是否收到的ranging 響應消息來只t應它的ranging申i青。ranging響應消息包4舌了所有需 要的調(diào)整信息(例如時間、功率和可能的頻率校正)和狀態(tài)說明。
因此，用戶初始接入信號的正確檢測在整個系統(tǒng)中是非常關鍵 的一步。現(xiàn)有技術中針對用戶初始接入信號的檢測方法主要分為兩 大類。第 一類是直接:乂人初始化ranging碼域中選擇ranging碼和初始4妄 入信號匹配，^r測用戶發(fā)送的哪一個ranging碼，此類處理相對簡 單。^f旦是在實際中，用戶初始接入一般集中在某些時刻，除此之外， 接收信號中只有噪聲，需要對噪聲信號和初始化ranging碼域中的 每個ranging碼進行匹配之后，才能發(fā)現(xiàn)此接收信號中只有噪聲無 ranging碼，此方法一定程度上浪費了資源，也降低了反饋速度。
第二類分為兩步第一步，檢測接收信號中是否有ranging信 號，提供一有無ranging信號的檢測信號。其利用的算法是將接收 4言號和初始4匕ranging石馬i或中的每個ranging石馬分另ll進4亍相關，才目關 后的結果和預先確定的閾值進行比較得到檢測信號。第二步，根據(jù) 才全測信號判決是否有ranging信號，如果無ranging信號，對此纟妻收 信號棄之不進4于處理；如果有ranging信號，將4妄收信號初始化 ranging石馬i或中的每個ranging石馬進4亍匹西己，判決屬于明卩 一 個ranging 碼。此方法在一定程度上節(jié)約了資源，但是處理比較繁瑣，尤其是 第一步需要和初始化ranging碼:威中的每個ranging碼分別進4亍相關 之后才能提供檢測信號。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明4是出了 一種正交頻分復用 系統(tǒng)中初始4妄入信號的才企測方法，該方法包4舌以下步艱朵才艮據(jù)有無 接入信號時對應的接收信號的概率分布密度的差異來確定閾值；將 接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上選^^其中的所有測距子載波； 確定每個測距子載波的功率，并確定所有測距子載波的平均功率； 以及將平均功率與閾值進行比較，并根據(jù)比較結果確定在接收信號 中是否存在初始接入信號。
其中，根據(jù)本發(fā)明的檢測方法，還包括在確定接收信號中存 在初始接入信號時，提供初始接入信號，激活后續(xù)的處理。其中，確定閾值包括以下步驟每隔預定數(shù)量的幀發(fā)送一空符 號；確定接收空符號的接收信號的功率；根據(jù)概率密度分布函數(shù)， 根據(jù)預設概率確定分位數(shù)；以及將閾值設置為接收信號的功率與分 位數(shù)之和。
此外，4艮據(jù)本發(fā)明的4企測方法，預定凄t量與無線環(huán)境有關，以 及預設概率與系統(tǒng)的精度要求有關；空符號為噪聲信號；以及將接 收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號是通過固定點FFT處理實現(xiàn)的，其中，固定 點包4舌128、 256、 512、 1024、和2048。
另夕卜，根據(jù)本發(fā)明的沖僉測方法，測距子載波的功率是通過將測 距子載波與其共軛相乘得到的。在平均功率大于閾值時，確定^l妾收 信號中存在初始接入信號。然而，在平均功率不大于閾值時，確定 接收信號中不存在初始接入信號。
本發(fā)明還才是出了一種正交頻分復用系統(tǒng)中初始4妄入信號的4企測 裝置，該裝置包括閾值確定單元，用于才艮據(jù)有無接入信號時對應 的接收信號的概率分布密度的差異來確定閾值；選4奪單元，用于將 接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上選擇其中的所有測距子載波； 功率確定單元，用于確定每個測3巨子載波的功率，并確定所有測另巨 子載波的平均功率；以及比較確定單元，用于將平均功率與閾值進 行比較，并根據(jù)比較結果確定在接收信號中是否存在初始接入信號。
其中，根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置，還包括激活單元，用于在確 定接收信號中存在初始接入信號的情況下，提供初始接入信號，激 活后續(xù)的處理。
因此，采用本發(fā)明的方法和裝置，4艮據(jù)有無ranging信號時對 應接收信號的概率分布密度的差異對初始接入信號進行檢測，處理簡單且結果可靠，減少了對無效信號的檢測和處理，在一定程度上 提高了基站的響應速度。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部 分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā) 明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附 圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。


附圖用來^是供對本發(fā)明的進一 步理解，并且構成i兌明書的 一部 分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的
限制。在附圖中
圖1是初始ranging傳輸?shù)臅r域描述的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的流程圖3是4艮據(jù)本發(fā)明方法的第一實施例的流程圖4是根據(jù)本發(fā)明方法的第二實施例的用于檢測用戶初始接入 石馬的方法的流禾呈圖；以及
圖5是根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置的框圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此 處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的流程圖。如圖2所示，包括以下步驟
S202，根據(jù)有無接入信號時對應的接收信號的概率分布密度的 差異來確定閾值；
S204,將接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上選擇其中的所 有測距子載波；
S206，確定每個測3巨子載波的功率，并確定所有測距子載波的 平均功率；以及
S208，將平均功率與閾值進行比較，并根據(jù)比較結果確定在接 收信號中是否存在初始接入信號。
其中，根據(jù)本發(fā)明的檢測方法，還包括在確定接收信號中存 在初始接入信號時，纟是供初始4妄入信號，激活后續(xù)的處理。
其中，確定閾值包括以下步驟每隔預定數(shù)量的幀發(fā)送一空符 號；確定接收空符號的接收信號的功率；根據(jù)概率密度分布函數(shù)， 根據(jù)預設概率確定分位數(shù)；以及將閾值設置為接收信號的功率與分 位數(shù)之和。
此外，根據(jù)本發(fā)明的檢測方法，預定數(shù)量與無線環(huán)境有關，以 及預設概率與系統(tǒng)的精度要求有關；空符號為噪聲信號；以及將接 收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號是通過固定點FFT處理實現(xiàn)的，其中，固定 點包4舌128、 256、 512、 1024、禾口 2048。
另夕卜，根據(jù)本發(fā)明的檢測方法，測距子載波的功率是通過將測 距子載波與其共軛相乘得到的。在平均功率大于閾值時，確定4妄收 信號中存在初始4妄入信號。然而，在平均功率不大于閾值時，確定 接收信號中不存在初始接入信號。圖3是根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施例的流程圖。 如圖3所示，包4舌以下步-驟
S302,將4妄收的信號進行N點快速4專立葉變換(FFT， Fast Fourier Transform )， 3夸時iiM言號變4奐到頻i或；
S304,在頻域上選擇所有測距子載波信號，將其標記為^，
K……&;
S306，對每個測距子載波分別計算y《，并在所有測距子載波 上求其均值；
S308 ，根據(jù)有無接入信號時對應接收信號的概率分布密度的差 異得到一個閾值，此閾值可根據(jù)具體的無線環(huán)境進行設定；以及
S310，將S306中的均值與S308中的閾值進行比較，針對此接 收信號產(chǎn)生用戶初始接入檢測信號。
圖4是根據(jù)本發(fā)明方法的第二實施例的用于檢測用戶初始接入 碼的方法的流程圖。
如圖4所示，包4舌以下步驟
S402，確定與ranging信號功率關^:的閾值，該閾值可由以下 步驟得到(1 )每隔20幀發(fā)送一空符號，(2 )計算此接收信號(只 有噪聲信號)的功率tr2， (3)根據(jù)概率密度分布函數(shù)，計算得到一 分位數(shù)8,即接收到的噪聲信號的任意一個子載波上的信號的功率 與噪聲功率比較，超過8dB的概率為1/1000, (4)該閾值即為^+8， 此閾值在20幀內(nèi)保持不變；S404，對接收的信號進行N點FFT處理，變換到頻域，根據(jù) 802.16e的物理層夫見范，N可耳又128， 256, 512, 1024， 2048;
S406,對于變換后的N個子載波，對其進行載波解映射處理， 選擇其中的測距子載波；
S408，對于每個測距子載波與其共扼相乘求其功率，為了減少 噪聲對ranging信號的影響，且接收信號中噪聲項是服從高斯分布， 與ranging信號不相關，故對所有測距子載波的功率求其平均；
S410，對此均值和閾值進行比專交，如果均值大于閾值，轉(zhuǎn)至 S412，否則，說明此接收信號中無ranging信號，故無需對此信號 進4亍后續(xù)的處理；以及
S412 ，"說明此4姿收信號中存在ranging信號，^是供一 ranging才企 測信號，并激活后續(xù)的處理單元。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置500的框圖。
如圖5所示，該裝置包括閾值確定單元502,用于才艮據(jù)有無 接入信號時對應的接收信號的概率分布密度的差異來確定閾值；選 擇單元504,用于將接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上選擇其 中的所有測距子載波；功率確定單元506，用于確定每個測3巨子載 波的功率，并確定所有測距子載波的平均功率；以及比較確定單元 508,用于將平均功率與閾值進行比較，并根據(jù)比較結果確定在接收 信號中是否存在初始接入信號。
其中，根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置，還包括激活單元510,用于 在確定接收信號中存在初始接入信號的情況下，提供初始接入信號， 激活后續(xù)的處理。綜上所述，采用本發(fā)明的方法和裝置，才艮據(jù)有無ranging信號 時對應接收信號的概率分布密度的差異對初始接入信號進行檢測， 處理簡單且結果可靠，減少了對無效信號的4企測和處理，在一定程 度上提高了基站的響應速度。
以上^又為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對 于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種正交頻分復用系統(tǒng)中初始接入信號的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)有無接入信號時對應的接收信號的概率分布密度的差異來確定閾值；將所述接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上選擇其中的所有測距子載波；確定每個所述測距子載波的功率，并確定所有所述測距子載波的平均功率；以及將所述平均功率與所述閾值進行比較，并根據(jù)比較結果確定在所述接收信號中是否存在所述初始接入信號。
2. 根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，還包括在確定所述接收信號中存在所述初始接入信號時，提供所 述初始^妄入信號，激活后續(xù)的處理。
3. 根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，確定所述閾值 包4舌以下步艱《每隔預定數(shù)量的幀發(fā)送一 空符號；確定接收所述空符號的接收信號的功率；根據(jù)概率密度分布函數(shù)，根據(jù)預設概率確定分位數(shù)；以及將所述閾值i殳置為所述接收信號的功率與所述分位數(shù)之和。
4. 根據(jù)權利要求3所述的檢測方法，其特征在于，所述預定數(shù)量 與無線環(huán)境有關，以及所述預設概率與系統(tǒng)的精度要求有關。
5. 根據(jù)權利要求3或4所述的檢測方法，其特征在于，所述空符 號為噪聲信號。
6. 一艮據(jù)權利要求1所述的4企測方法，其特4正在于，將所述4妾收信 號轉(zhuǎn)換為頻域信號是通過固定點FFT處理實現(xiàn)的，其中，所 述固定點包4舌128、 256、 512、 1024、和2048。
7. 根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，所述測距子載 波的功率是通過將所述測距子載波與其共軛相乘得到的。
8. 根據(jù)權利要求1所述的檢測方法，其特征在于，在所述平均功 率大于所述閾值時，確定所述接收信號中存在所述初始4妄入信 號；以及在所述平均功率不大于所述閾值時，確定所述接收信 號中不存在所述初始接入信號。
9. 一種正交頻分復用系統(tǒng)中初始接入信號的檢測裝置，其特征在 于，包括閾值確定單元，用于根據(jù)有無接入信號時對應的接收信號 的概率分布密度的差異來確定閾值；選擇單元，用于將接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上 選々奪其中的所有測距子載波；功率確定單元，用于確定每個所述測距子載波的功率，并 確定所有所述測距子載波的平均功率；以及比較確定單元，用于將所述平均功率與所述閾值進行比 較，并根據(jù)比較結果確定在所述接收信號中是否存在所述初始 接入信號。
10. 根據(jù)權利要求9所述的檢測裝置，其特征在于，還包括激活單元，用于在確定所述4妾收信號中存在所述初始4妄入 信號的情況下，提供所述初始接入信號，激活后續(xù)的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種正交頻分復用系統(tǒng)中初始接入信號的檢測方法和裝置，其中，該方法包括以下步驟根據(jù)有無接入信號時對應的接收信號的概率分布密度的差異來確定閾值；將接收信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，并在頻域上選擇其中的所有測距子載波；確定每個測距子載波的功率，并確定所有測距子載波的平均功率；以及將平均功率與閾值進行比較，并根據(jù)比較結果確定在接收信號中是否存在初始接入信號。因此，采用本發(fā)明的方法和裝置，根據(jù)有無ranging信號時對應接收信號的概率分布密度的差異對初始接入信號進行檢測，處理簡單且結果可靠，在一定程度上提高了基站的響應速度。
文檔編號H04W24/10GK101409893SQ20071016405
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月11日 優(yōu)先權日2007年10月11日
發(fā)明者卓 景, 許曉杰 申請人:中興通訊股份有限公司