一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法，属于前导序列检测技术领域，包括：提取PRACH频域信号；消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差；对PRACH频域信号的相位旋转因子进行反补偿；消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移和相噪；将PRACH接收信号与本地根序列进行多符号相干合并，保证PRACH信号的多符号合并增益；利用峰值搜索进行前导序列检测；该方法实现复杂度低，能够提升高频无线通信中随机接入前导序列的检测性能，降低漏检率。降低漏检率。降低漏检率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法


[0001]本专利技术属于前导序列检测
，具体涉及一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法。

技术介绍

[0002]3GPP规范中的随机接入信道PRACH前导序列的生成中，支持非限制集、限制集A、限制集B三种循环移位生成方法，其中限制集A、限制集B用于生成支持高速移动场景的随机接入前导序列。在高速场景中，多普勒频移会使相关峰产生能量漂移，峰值检测需要主搜索窗和副搜索窗的合并，多普勒频移引起的相关峰能量漂移示意图见图2，图中左起第一个峰是主峰，其余两个峰是副峰。限制集A需要合并一个副搜索窗，限制集B需要合并2个副搜索窗，限制集B支持更高的移动速度，最高移动速度可以支持到500km/h。但是，主副搜索窗合并的峰值搜索过程具有较高的实现复杂度。
[0003]中国专利申请号CN202011463845.6公开了一种复用上行业务信道接收时域处理过程的随机接入检测方法，避免了增加额外的接入信道的时域处理过程，实现复杂度有一定程度的降低。但是该专利没有考虑高速移动带来的多普勒频移问题，当多普勒频移较大时很容易造成虚捡和漏检，只能适用于非高速移动场景。并且，该专利提供的检测方法在符号合并前没有消除不同符号之间在去CP时引入的相差，会损失部分多符号数据合并带来的合并增益。
[0004]在高频无线通信中，为了消除相位噪声，3GPP规范定义了参考信号PTRS(Phase
‑
trackingreferencesignals)，在基站侧可以联合PTRS和DMRS(Demodulationreferencesignal)对上行业务信道进行相噪消除。对于随机接入信道，不同格式的PRACH序列会多符号重复发送，例如PRACHformatB4在12个符号上重复发送；利用随机接入信号重复发送的特点，在随机接入前导序列检测的时候进行相噪消除，能够使多符号数据合并增益最大化。目前，已公开的专利没有考虑相噪消除。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法，包括：
[0008]获取PRACH频域信号；
[0009]消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差；
[0010]对PRACH频域信号的相位旋转因子进行反补偿；
[0011]消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移和相噪；
[0012]将PRACH频域信号与本地根序列进行多符号相干合并；
[0013]利用峰值搜索，对消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差、对PRACH频域
信号的相位旋转因子进行反补偿、消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移和相噪、将PRACH频域信号与本地根序列进行多符号相干合并四个步骤处理后的PRACH频域信号进行前导序列检测；
[0014]其中，所述消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移后的信号P
l
(k)为：
[0015]P
l
(k)＝P1
l
(k)*exp(j*(l
‑
l1)*α
doppler
)
[0016][0017]式中，P1
l
(k)为消除多普勒频移前的PRACH频域信号，α
doppler
为多普勒频移估计值，l为发送PRACH信号所在的当前时隙内的符号索引，angle()为相位角函数，L
RA
为PRACH前导序列长度，l
i+1
‑
l
i
＝1，(k)为消除多普勒频移前的PRACH频域信号。
[0018]进一步，所述消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差后的PRACH频域信号为：
[0019]Y
l
(k)＝X
l
(k)*exp(j*2*pi*(k
‑
1+delta_k)*CP_diff
l
/FFTSize)
[0020]其中，Y
l
(k)为消除子载波间和符号间相位差的PRACH频域信号，X
l
(k)为没有消除子载波间和符号间相位差的PRACH频域信号，delta_k为PRACH信号子载波位置与零频子载波位置之间的偏移量，FFTSize为当前系统带宽的FFT点数；
[0021]式中，
[0022][0023]其中，CP_diff
l
为当前系统采样率的采样周期总数，N
CP,PRACH
为PRACH信号的CP长度，N
CP,PUSCH,s
为符号s的PUSCH信号的CP长度，l0是PRACH信号起始符号索引。
[0024]进一步，所述对PRACH频域信号的相位旋转因子进行反补偿后的PRACH频域信号为：
[0025]当l大于0时，反补偿相位旋转因子后的PRACH频域信号为：
[0026]当l等于0时，反补偿相位旋转因子后的PRACH频域信号为：
[0027]P1
l
(k)＝Y
l
(k)*exp(j*2*pi*f0*N
CP,PUSCH,l＝0
*T
s_current
)
[0028]其中，P1
l
(k)为反补偿相位旋转因子后的PRACH频域信号，Yl(k)为反补偿相位旋转因子前的PRACH频域信号，f0为小区载频；N
u,PUSCH,s
为PUSCH的有效数据长度，T
s_current
是当前系统采样率的采样周期。
[0029]进一步，所述消除PRACH频域信号符号间的相噪后的信号为：
[0030]P2
l
(k)＝P
l
(k)*exp(j*α
PN,l
)
[0031]其中，P2
l
(k)为消除符号间相噪后的PRACH频域信号，α
PN，l
为相噪估计值；
[0032]式中，
[0033][0034]进一步，所述将PRACH接收信号与本地根序列进行多符号相干合并的信号为：
[0035][0036]其中，Corr为合并后的PRACH信号，LocRootSeq(k)为本地根序列频域数据，N为大于PRACH前导序列长度且是2的整数次幂的最小正整数。
[0037]本专利技术提供的一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法具有以下有益效果：
[0038]本专利技术考虑到现有技术存在的计算复杂度高、相噪影响多符号数据合并增益的问题，利用算法消除多普勒频移和相噪，得到除去多普勒频移和相噪的PRACH频域信号后，对前导序列进行检测。使用本方法能够在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法，其特征在于，包括：获取PRACH频域信号；消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差；对PRACH频域信号的相位旋转因子进行反补偿；消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移和相噪；将PRACH频域信号与本地根序列进行多符号相干合并；利用峰值搜索，对消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差、对PRACH频域信号的相位旋转因子进行反补偿、消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移和相噪、将PRACH频域信号与本地根序列进行多符号相干合并四个步骤处理后的PRACH频域信号进行前导序列检测；其中，所述消除PRACH频域信号符号间的多普勒频移后的信号P
l
(k)为：P
l
(k)＝P1
l
(k)*exp(j*(l
‑
l1)*α
doppler
)式中，P1 l
(k)为消除多普勒频移前的PRACH频域信号，α
doppler
为多普勒频移估计值，l为发送PRACH信号所在的当前时隙内的符号索引，angle()为相位角函数，L
RA
为PRACH前导序列长度，l
i+1
‑
l
i
＝1，为消除多普勒频移前的PRACH频域信号。2.根据权利要求1所述的一种基于5GNR的随机接入前导序列检测方法，其特征在于，所述消除PRACH频域信号子载波间和符号间的相位差后的PRACH频域信号为：Y
l
(k)＝X
l
(k)*exp(j*2*pi*(k
‑
1+delta_k)*CP_diff
l
/FFTSize)其中，Y
l
(k)为消除子载波间和符号间相位差的PRACH频域信号，X
l
(k)为没有消除子载波间和符号间相位差的PRACH频域信号，delta_k为PRACH信号子载波位置与零频子载波位置之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学帅，谭伟，余秋星，
申请(专利权)人：杭州红岭通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：