前导序列的检测方法、装置、通信设备及可读存储介质与流程

1.本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及前导序列的检测方法、装置、通信设备及可读存储介质。


背景技术：

2.随着无线通信技术的不断发展，移动通信网络的制式越来越丰富，如长期演进(long term evolution，lte)网络系统，也被称为第三代合作伙伴计划(3
rd generationpartnership project，3gpp)lte网络，和第五代合作伙伴计划(5g)网络以及新无线(nr)网络等，而物理随机接入信道(physical random access chanel，prach)是移动通信网络的物理层信道之一，用于传输终端信号的前导序列。
3.相关的前导序列检测方法，由于prach与物理上行共享信道(physical uplink shared channel，pusch)在存在复合的频段。为了提高前导序列检测的准确性，避免出现虚警检测，基站会配置有两条独立的信号处理链路，分别为pusch中的数据/控制信号与prach中的随机接入信号进行处理。


技术实现要素：

4.相关技术通过独立的链路处理pusch和prach的信号，会增加了基站的所需的链路数，增加了硬件设计的难度以及实现的复杂性，也提高了基站的造价成本。由此可见，现有的前导序列的检测技术，无法同时兼顾前导序列检测的准确性以及基站的硬件设计的简易性两个方面。
5.有鉴于此，本发明实施例提供了一种前导序列的检测方法、装置、通信设备及计算机可读存储介质，以解决现有的前导序列检测技术，无法同时兼顾前导序列检测的准确性以及通信设备的硬件设计的简易性两个方面的问题。
6.本发明实施例的第一方面提供了一种前导序列的检测方法，包括：
7.接收待检测的上行复用信号；所述上行复用信号包括物理上行共享信道的信号以及物理随机接入信道的信号；
8.基于所述物理上行共享信道的第一信号格式，对所述上行复用信号进行预处理，得到所述上行复用信号对应的复用频域信号；所述预处理包括删除所述上行复用信号中与所述物理上行共享信道的循环前缀时隙对应的信号，并对删除所述循环前缀时隙对应的信号后的上行复用信号进行傅里叶变换；
9.基于所述物理随机接入信道的第二信号格式，从所述复用频域信号中提取物理随机接入信道对应的剩余频域信号；
10.根据预设的基准根序列以及所述剩余频域信号，得到所述基准根序列对应的功率时延谱；
11.根据基准根序列对应的功率时延谱进行前导序列的识别，生成检测结果。
12.可选地，所述根据预设的基准根序列以及所述剩余频域信号，得到所述基准根序
列对应的功率时延谱，包括：
13.对所述剩余频域信号进行傅里叶逆变换，得到关于物理随机接入信道的剩余时域信号；
14.根据所述第一信号格式，对所述剩余时域信号进行划分，得到与所述物理上行共享信道各个符号对应的信号段，并基于所述信号段的均值，得到与所述信号段对应的循环前缀时隙的补偿信号；
15.将各个所述信号段对应的所述补偿信号插入到所述剩余时域信号，得到所述物理随机接入信道的复原信号；
16.根据所述基准根序列以及所述复原信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
17.可选地，所述根据所述第一信号格式，对所述剩余时域信号进行划分，得到与物理上行共享信道各个符号对应的信号段，并基于所述信号段的均值，得到与所述信号段对应的循环前缀时隙的补偿信号，包括：
18.若所述物理随机接入信道的发送格式为多次重复发送格式，则根据所述第二信号格式确定周期时长，并基于所述周期时长所述剩余时域信号划分为多个等效时域信号段；
19.若任一等效时域信号段存在缺失的循环前缀时隙，则判定该缺失的循环前缀时隙在其他周期的等效时域信号段相应位置的重复信号段；
20.基于所述缺失的循环前缀时隙对应的重复信号段，计算多个所述重复信号段的均值，基于所述均值生成所述循环前缀时隙的补偿信号。
21.可选地，所述根据预设的基准根序列以及所述剩余频域信号，得到所述基准根序列对应的功率时延谱，包括：
22.获取所述基准根序列对应的基准时域信号；
23.基于所述第一信号格式，对所述基准时域信号进行预处理，得到所述基准时域信号对应的基准剩余信号；所述预处理包括删除所述基准时域信号中与所述物理上行共享信道的循环前缀时隙对应的信号，并对删除所述循环前缀时隙对应的信号后的基准时域信号进行傅里叶变换；
24.根据所述基准剩余信号与所述剩余频域信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
25.可选地，所述根据基准根序列对应的功率时延谱进行前导序列的识别，生成检测结果，包括：
26.确定所述功率时延谱对应的第一检测门限以及第二检测门限；所述第一检测门限是基于所述功率时延谱的功率最大值确定的；所述第一检测门限小于所述功率时延谱的功率最大值；所述第二检测门限是基于所述功率时延谱中功率小于所述第一检测门限的数据的功率均值确定的；所述第二检测门限大于所述功率均值；
27.根据所述基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别，生成检测结果。
28.可选地，所述根据所述基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别，生成检测结果，包括：
29.若所述功率时延谱中的功率最大值大于所述第二检测门限，则计算功率小于第三
检测门限的数据点的噪声均值；所述第三检测门限是基于所述第二检测门限确定的；
30.基于所述噪声均值对所述第二检测门限进行更新，得到更新门限；
31.基于预设的检测窗口将所述功率时延谱划分为多个序列功率谱，并判断所述序列功率谱中的窗口最大值是否大于所述更新门限；
32.若所述窗口最大值大于所述更新门限，则基于所述窗口最大值在所述功率时延谱中的位置，确定所述前导序列。
33.可选地，所述基准根序列的个数为多个，在所述基于预设的检测窗口将所述功率时延谱划分为多个序列功率谱，并判断所述序列功率谱中的窗口最大值是否大于所述更新门限之后，还包括：
34.若任一所述基准根序列对应的各个所述序列功率谱的窗口最大值均小于所述更新门限，则返回执行基于另一基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别；
35.若所有所述基准根序列对应的所有所述序列功率谱的窗口最大值均小于所述更新门限，则判定所述上行复用信号内不包含所述前导序列。
36.可选地，所述基准根序列的个数为多个，所述分别根据各个所述基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别，生成检测结果，包括：
37.若所述功率时延谱中的功率最大值小于或等于所述第二检测门限，则判定所述上行复用信号中不包含所述基准根序列对应的前导序列，并返回执行基于另一基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别；
38.若所有所述基准根序列对应的所有所述功率最大值均小于所述第二检测门限，则判定所述上行复用信号内不包含任一所述前导序列。
39.本发明实施例的第二方面提供了一种前导序列的检测装置，包括：
40.复合信号接收单元，用于接收待检测的上行复用信号；所述上行复用信号包括物理上行共享信道的信号以及物理随机接入信号的信号；
41.复用频域信号获取单元，用于基于物理上行共享信道的第一信号格式，对所述上行复用信号进行预处理，得到所述上行复用信号对应的复用频域信号；所述预处理包括删除所述上行复用信号内各数据的循环前缀时隙，并对删除所述循环前缀时隙后的上行复用信号进行快速傅里叶变换；
42.功率时延谱生成单元，用于根据预设的基准根序列以及所述剩余频域信号，分别得到所述基准根序列对应的功率时延谱；
43.检测结果输出单元，用于根据所述基准根序列对应的功率时延谱进行前导序列的识别，生成检测结果。
44.可选地，所述功率时延谱计算单元，包括：
45.剩余时域信号生成单元，用于对所述剩余频域信号进行傅里叶逆变换，得到关于物理随机接入信道的剩余时域信号；
46.补偿信号确定单元，用于根据所述第一信号格式，对所述剩余时域信号进行划分，得到与所述物理上行共享信道各个符号对应的信号段，并基于所述信号段的均值，得到与
所述信号段对应的循环前缀时隙的补偿信号；
47.复原信号生成单元，用于将各个信号段对应的所述补偿信号插入到所述剩余时域信号，得到所述物理随机接入信道的复原信号；
48.第一功率时延谱生成单元，用于根据所述基准根序列以及所述复原信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
49.可选地，所述补偿信号确定单元包括：
50.等效时域信号段确定单元，用于若所述物理随机接入信道的发送格式为多次重复发送格式，则根据所述第二信号格式确定周期时长，并基于所述周期时长将所述剩余时域信号划分为多个等效时域信号段；
51.重复信号段识别单元，用于若任一等效时域信号段存在缺失的循环前缀时隙，则判定该缺失的循环前缀时隙在其他周期的等效时域信号段相应位置的重复信号段；
52.重复信号段计算单元，用于基于所述缺失的循环前缀时隙对应重复信号段，计算多个所述重复信号段的均值，基于所述均值生成所述循环前缀时隙的补偿信号。
53.可选地，所述功率时延谱计算单元包括：
54.基准时域信号生成单元，用于获取所述基准根序列对应的基准时域信号；
55.基准剩余信号确定单元，用于基于所述第一信号格式，对所述基准时域信号进行预处理，得到所述基准时域信号对应的基准剩余信号；所述预处理包括删除所述基准时域信号中与所述物理上行共享信道的循环前缀时隙对应的信号，并对删除所述循环前缀时隙对应的信号后的基准时域信号进行傅里叶变换；
56.第二功率时延谱计算单元，用于根据所述基准剩余信号与所述剩余频域信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
57.可选地，所述检测结果输出单元包括：
58.双门限确定单元，用于确定所述功率时延谱对应的第一检测门限以及第二检测门限；所述第一检测门限是基于所述功率时延谱的功率最大值确定的；所述第一检测门限小于所述功率时延谱的功率最大值；所述第二检测门限是基于所述功率时延谱中功率小于所述第一检测门限的数据的功率均值确定的；所述第二检测门限大于所述功率均值；
59.双门限比较单元，用于根据所述基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别，生成检测结果。
60.可选地，所述双门限比较单元包括：
61.噪声均值计算单元，用于若所述功率时延谱中的功率最大值大于所述第二检测门限，则计算功率小于第三检测门限的数据点的噪声均值；所述第三检测门限是基于所述第二检测门限确定的；
62.门限更新单元，用于基于所述噪声均值对所述第二检测门限进行更新，得到更新门限；
63.门限比较单元，用于基于预设的检测窗口将所述功率时延谱划分为多个序列功率谱，并判断所述序列功率谱中的窗口最大值是否大于所述更新门限；
64.前导序列识别单元，用于若所述窗口最大值大于所述更新门限，则基于所述窗口最大值在所述功率时延谱中的位置，确定所述前导序列。
65.可选地，所述基准根序列的个数为多个，则所述前导序列的检测装置，还包括：
66.第一循环单元，用于若任一所述基准根序列对应的各个所述序列功率谱的窗口最大值均小于所述更新门限，则返回执行基于另一基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别；
67.第一检测结果生成单元，用于若所有所述基准根序列对应的所有所述序列功率谱的窗口最大值均小于所述更新门限，则判定所述上行复用信号内不包含所述前导序列。
68.可选地，所述基准根序列的个数为多个，则所述检测结果输出单元105包括：
69.第二循环单元，用于若所述功率时延谱中的功率最大值小于或等于所述第二检测门限，则判定所述上行复用信号中不包含所述基准根序列对应的前导序列，并返回执行基于另一基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别；
70.第二检测结果生成单元，用于若所有所述基准根序列对应的所有所述功率最大值均小于所述第二检测门限，则判定所述上行复用信号内不包含任一所述前导序列。
71.本发明实施例的第三方面提供了一种通信设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面的各个步骤。
72.本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面的各个步骤。
73.实施本发明实施例提供的一种前导序列的检测方法、装置、通信设备及计算机可读存储介质具有以下有益效果：
74.本发明实施例通过在接收到待检测的上行复用信号后，可以基于pusch的第一信号格式对上行复用信号进行处理，删除该上行复用信号中各个数据对应的cp时隙，并将删除cp时隙后的上行复用信号进行快速傅里叶变换fft，以得到对应的复用频域信号，并根据prach所使用的频段，从复用频域信号中提取与其相关的剩余频域信号，由于prach若携带有前导序列，则该前导序列必然是基于基准根序列生成的基准序列中的一种，因此，可以通过本地生成的基准根序列以及上述剩余频域信号生成功率时延谱，并通过该功率时延谱确定剩余频域信号与基准根序列之间的相关性，从而能够检测出该上行复用信号中是否包含有前导序列，生成检测结果，以实现准确检测前导序列的目的。与现有的前导序列的检测技术相比，本技术实施例无需分别接收pusch的数据/控制信号以及prach的前导序列信号，从而简化了通信设备的硬件设计以及实现难度，通过生成基于基准根序列对应的功率时延谱以进行前导序列的识别，能够提高前导序列检测的准确性，避免出现虚警检测的情况。
附图说明
75.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
76.图1是本发明一实施例提供的终端设备与分布式基站通信的示意图；
77.图2是本发明第一实施例提供的前导序列的检测方法的实现流程图；
78.图3是本发明一实施例提供的删除cp时隙的信号的示意图；
79.图4是本发明一实施例提供的prach的信号格式与pusch的信号格式的对比示意图；
80.图5是本发明一实施例提供的待修复prach时域信号的示意图；
81.图6是本发明一实施例提供的上行复合信号的处理示意图；
82.图7是本发明一实施例提供的基于第三信号格式确定候选信号段的示意图；
83.图8是本发明一实施例提供的基于检测窗口对功率时延谱进行划分的示意图；
84.图9是本发明一实施例提供的本技术一实施例提供的基于检测窗口对功率时延谱进行划分的示意图；
85.图10是本发明一实施例提供的一种前导序列的检测装置的结构框图；
86.图11是本发明一实施例提供的一种通信设备的结构框图。
具体实施方式
87.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
88.本发明实施例通过在接收到待检测的上行复用信号后，可以基于pusch的第一信号格式对上行复用信号进行处理，删除该上行复用信号中各个数据对应的cp时隙，并将删除cp时隙后的上行复用信号进行快速傅里叶变换fft，以得到对应的复用频域信号，并根据prach所使用的频段，从复用频域信号中提取与其相关的剩余频域信号，由于prach若携带有前导序列，则该前导序列必然是基于基准根序列生成的基准序列中的一种，因此，可以通过本地生成的基准根序列以及上述剩余频域信号生成功率时延谱，并通过该功率时延谱确定剩余频域信号与基准根序列之间的相关性，从而能够检测出该上行复用信号中是否包含有前导序列，生成检测结果，以实现准确检测前导序列的目的，解决了现有的前导序列检测技术，无法同时兼顾前导序列检测的准确性以及基站的硬件设计的简易性两个方面的问题。
89.在本发明实施例中，流程的执行主体为通信设备，该通信设备包括有至少一个用于接收无线信号的天线单元以及处理单元，具体地，通信设备可以是基站或分布式基站、或者可以包括基带处理单元(building base band unite，bbu)、射频拉远单元(remote radio unit，rru)、射频拉远集线器(rhub)以及天线中的一种或多种的组合的设备。举例性地，图1示出了本技术一实施例提供的终端设备与分布式基站通信的示意图，参见图1所示，该分布式基站包括有室内基带处理单元(building base band unite，bbu)、射频拉远单元(remote radio unit，rru)以及天线，天线可以将接收到的无线信号传输给bbu以及rru进行处理，以检测该无线信号中是否携带有前导序列，其中，发送给分布式基站的无线信号可以为一终端设备发送的，该终端设备可以为智能手机、平板电脑、智能手表等电子设备，由此可见，基于前导序列的检测是在分布式基站侧完成的，而具体执行该前导序列的检测操作，可以为该分布式基站，也可以是该分布式基站中的某一通信单元，或某两个以上的通信单元的组合完成的。
90.图2示出了本发明第一实施例提供的前导序列的检测方法的实现流程图，详述如下：
91.在s201中，接收待检测的上行复用信号；所述上行复用信号包括物理上行共享信道的信号以及物理随机接入信道的信号。
92.在本实施例中，通信设备可以在上行时隙接收上行复用信号。该上行复用信号可以是终端设备发送的。该上行复用信号中，可以携带有pusch的数据/控制信号以及prach的前导序列信号；在部分应用场景中，若终端设备并未发送随机接入信号，则上述上行复用信号中可以只包含pusch的数据/控制信号，即prach的随机接入信号中并没有携带有终端设备发送的前导序列，因此，为了确定上述上行复用信号中是否包含有前导序列，需要对上述上行复用信号进行检测。
93.其中，上述前导序列具体为通信设备本地的基准根序列通过根序列循环移位后生成的，通信设备基于所有基准根序列生成的基准序列的总数可以为64个。其中，生成的基准序列可以是由一个基准根序列生成的，通信设备也可以基于多个不同的基准根序列生成不同的基准序列，而基于多个不同基准根序列生成的基准序列的总数可以为64个。通信设备可以将所有基于基准根序列生成的基准序列发送给其覆盖的终端设备，终端设备可以从多个基准序列中选取其中一个，在上行时隙时添加到prach中的前导序列信号中，并发送给通信设备，以实现后续终端设备向通信设备上传数据。
94.在s202中，基于物理上行共享信道pusch的第一信号格式，对所述上行复用信号进行预处理，得到所述上行复用信号对应的复用频域信号；所述预处理包括删除所述上行复用信号内各数据的循环前缀cp时隙，并对删除所述cp时隙后的上行复用信号进行快速傅里叶变换fft。
95.在本实施例中，通信设备在接收到上行复用信号后，可以基于pusch的第一信号格式，对上行复用信号进行预处理。其中，预处理的方式包括删除上行复用信号中各个数据的循环前缀(cyclic prefix，cp)时隙的信号。
96.示例性地，图3示出了本技术一实施例提供的删除cp时隙的信号的示意图。参见图3所示，在传输pusch的数据/控制信号时，在每个有效的数据前会添加对应的cp时隙，以便在后续识别时对不同数据进行区分。如在传输data1前会添加有cp1；而在传输data2前会添加cp2。在该情况下，通信设备可以根据传输pusch对应的第一信号格式，识别该上行复用信号内各个数据的cp时隙对应的信号段，并将cp时隙对应的信号段从上述上行复用信号中删除，即得到删除cp时隙后的上行复用信号。其中，pusch所传输的各个数据具体是基于正交频分复用技术(orthogonal frequency division multiplexing，ofdm)进行编码，并生成pusch的数据/控制信号的。因此，在对删除cp时隙后的上行复用信号进行fft后，得到的是包含各个ofdm数据的频域信号。
97.然而，上述操作是基于pusch的第一信号格式进行cp时隙的识别，而由于prach和pusch子载波间隔不一致，则删除的cp时隙的信号段中可能会携带有prach中随机接入信号的有效数据。因此，在后续的操作中需要对上述删除了有效数据的部分进行数据恢复。
98.在s203中，基于所述物理随机接入信道的第二信号格式，从所述复用频域信号中提取物理随机接入信道对应的剩余频域信号。
99.在本实施例中，通信设备可以根据prach的第二信号格式，确定prach资源在频域的起始位置，以及占用资源块(resource block，rb)的数目，从上述复用频域信号中，提取prach对应的频域信号，即得到上述剩余频域信号。由于上述频域信号中的与pusch信号的
multiplexing，ofdm)的符号。
111.在进行cp时隙的信号补偿时，具体是根据该cp时隙对应的数据的信号段的均值来确定其对应的补偿信号的。例如，剩余时域信号需要修复的区域中包含有cp3时隙，而cp3时隙对应的符号为data3所在的信号段，则基于data3对应的符号在剩余时域信号中对应的信号段的均值，确定该cp3时隙的补偿信号。
112.进一步地，确定补偿信号的方式可以根据prach的发送格式的不同，采用不同的方式。其中，信号的发送方式是由通信设备确定的，即对于同一的通信设备，采用的发送方式是相同的。因此，通信设备可以确定本地的发送格式，从而确定对应的补偿信号的计算方式。
113.若该prach的信号是单次发送的，则可以根据各个缺失的cp时隙对应符号的信号段的均值，确定补偿信号。
114.若prach的信号是多次重复发送的，即物理随机接入信道的发送格式为多次重复发送格式，则根据所述第二信号格式确定周期时长，并基于所述周期时长将剩余时域信号划分为多个等效时域信号段，即基于周期时长划分为多段信号，若任一等效时域信号段存在缺失的cp时隙，则识别该缺失的cp时隙在其他周期的等效时域信号段相应位置的重复信号段；基于所述缺失的循环前缀时隙对应的重复信号段，计算多个所述重复信号段的均值，继而基于该均值，生成cp时隙的补偿信号；补偿信号的计算方式为：
[0115][0116]
其中，为补偿信号；renum为重复信号段的个数；为第t个重复信号段。
[0117]
1.3将各个所述符号对应的所述补偿信号插入到所述剩余时域信号，得到所述物理随机接入信道的复原信号。
[0118]
在本实施例中，通信设备在确定了各个数据对应的补偿信号后，可以将补偿信号添加到其对应的cp时隙，以对剩余时域信号中各个缺失的cp时隙的信号段进行恢复，得到复原信号。
[0119]
1.4根据所述基准根序列以及所述复原信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
[0120]
在本实施例中，生成上述功率时延谱具体可以包含以下步骤：
[0121]
1.41通信设备可以生成基准根序列对应的基准频域信号，以x
u
(n)表示，并对基准频域信号x
u
(n)进行共轭运算，得到第一基准共轭信号x
u
(n)
*
；
[0122]
1.42对所述复原信号进行快速傅里叶变换变化，得到复原频域信号r
(r)
(n),r∈{0,1,
…
,n
rx
‑
1}；其中，n
rx
为接收上行复用信号时所使用的天线个数。若该通信设备为一基站或分布式基站，则n
rx
为该基站或分布式基站的天线个数。
[0123]
1.43计算第一基准共轭信号x
u
(n)
*
与复原频域信号r
(r)
(n)之间的第一频域相关信号第一频域相关信号具体为：
[0124]
[0125]
l
ra
为基准根序列的序列长度。
[0126]
1.44对于第一频域相关信号进行快速傅里叶逆变换，生成第一时域相关信号其中，该第一时域相关信号具体为：
[0127][0128]
其中，n
fft
是基于基准根序列的长度l
ra
确定的，保证n
fft
＝2
t
>l
ra
,t为正整数。
[0129]
1.45计算所述第一时域相关信号的模的平方，得到第一相关能量序列表示为：
[0130][0131]
1.46基于各个天线对应的第一相关能量序列进行增益合并，得到所述功率时延谱；功率时延谱为：
[0132][0133]
其中，y
u
(k)为功率时延谱；为第r个天线对应的相关能量序列；n
rx
为天线的总数。
[0134]
示例性地，图6示出了本技术一实施例提供的上行复合信号的处理示意图。参见图6所示，通信设备可以通过对应的天线接收上行复合信号，并基于pusch格式对上行复合信号执行删除cp时隙的信号段的操作，然后进行fft，得到复合频域信号，然后基于prach的第二信号格式进行prach频域提取，得到剩余频域信号，然后进行ifft，得到剩余时域信号，然后基于物理上行共享信号内各个ofdm符号的在prach时域信号中的信号段，对缺失的cp时隙进行修复，后续再与本地根序列进行前导序列的检测操作。
[0135]
在本技术实施例中，通过确定剩余时域信号中各符号对应的信号段，对剩余时域信号进行修复，并基于修复后的剩余时域信号与基准根序列对应的第一基准频域信号进行相关度计算，得到功率时延谱，提高prach信号恢复的准确性，为后续的改善检测性能奠定基础，便于提高后续前导序列的检测准确性。
[0136]
对于第二种方式：
[0137]
通过基准根序列对应的频域信号与剩余频域信号进行相关计算，以得到时延功率谱。
[0138]
2.1获取所述基准根序列对应的基准时域信号。
[0139]
在本实施例中，通信设备可以在本地生成与基准根序列对应的基准时域信号，示例性地，图7是本技术一实施例提供的基于基准根序列计算时延功率谱的处理示意图。
[0140]
2.2基于所述第一信号格式，对所述基准时域信号进行预处理，得到所述基准时域信号对应的基准剩余信号；所述预处理包括删除所述基准时域信号中与所述物理上行共享信道的循环前缀时隙对应的信号，并对删除所述循环前缀时隙对应的信号后的基准时域信
号进行傅里叶变换。
[0141]
在本实施例中，与接收的上行复合信号相同，可以对上述基准根序列同样以pusch的第一信号格式进行去cp时隙的信号以及将去cp时隙的信号后对应的基准时域信号进行fft，得到对应的基准剩余信号。
[0142]
2.3根据所述基准剩余信号与所述剩余频域信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
[0143]
在本实施例中，通信设备会对基准剩余信号与剩余频域信号进行相关计算，得到对应的时延功率谱。
[0144]
其中，计算时延功率功率谱具体可以包含以下步骤：
[0145]
2.31对基准剩余信号x
u
(n)进行共轭运算，得到第二基准共轭信号x
u
(n)
*
；
[0146]
2.32对剩余频域信号进行快速傅里叶变换变化，得到剩余频域信号r
(r)
(n),r∈{0,1,
…
,n
rx
‑
1}；其中，n
rx
为接收上行复用信号时所使用的天线个数。若该通信设备为一基站或分布式基站，则n
rx
为该基站或分布式基站的天线个数。。
[0147]
2.33计算所述第二基准共轭信号x
u
(n)
*
与所述复原频域信号r
(r)
(n)之间的第二频域相关信号第二频域相关信号具体为：
[0148][0149]
l
ra
为基准根序列的序列长度。
[0150]
2.34对于所述第二频域相关信号进行快速傅里叶逆变换，生成第二时域相关信号该第二时域相关信号具体为：
[0151][0152]
其中，n
fft
是基于基准根序列的长度l
ra
确定的，保证n
fft
＝2
t
>l
ra
,t为正整数。
[0153]
2.35计算所述第二时域相关信号的模的平方，得到第二相关能量序列表示为：
[0154][0155]
基于各个天线对应的第二相关能量序列进行增益合并，得到所述功率时延谱；功率时延谱为：
[0156][0157]
其中，y
u
(k)为功率时延谱；为第r个天线对应的相关能量序列；n
rx
为天线的总数。
[0158]
示例性地，图8示出了本技术另一实施例提供的上行复合信号的处理示意图。参见图8所示，通信设备可以通过对应的天线接收上行复合信号，并基于pusch格式对上行复合
信号执行删除cp时隙的信号段的操作，然后进行fft，得到复合频域信号，然后基于prach的第二信号格式进行prach频域提取，得到待修复prach频域信号，同时，本地可以生成各个基准根序列对应信号格式的信号，并映射到基于多个ofdm数据的信号上，再进行fft得到对应的候选频域信号，并进行相关计算以得到复原prach信号，后续对复原prach信号进行前导序列的检测操作。
[0159]
在本技术实施例中，对通过对本地的基准根序列的时域信号与基于pusch格式的ofdm数据的映射关系，提取prach信号，并与待修复prach频域信号进行相关运算，可以简化接收端的运算复杂度，并提高prach信号恢复的准确性，为后续的改善检测性能奠定基础，便于提高后续前导序列的检测准确性。
[0160]
在s204中，根据基准根序列对应的功率时延谱进行前导序列的识别，生成检测结果。
[0161]
在本实施例中，通过功率时延谱可以确定该剩余频域信号与基准根序列之间的相关程度，若两者相关程度较高，即存在功率较大的点，则可以识别该上行复用信号中包含有前导序列，并根据该功率最大值的点，所在的位置，确定对应的前导序列，生成检测结果。反之，若两者相关程度低，即在功率时延谱中各个点对应的功率值较小，则可以识别该上行复用信号中不包含前导序列，并生成对应的检测结果。
[0162]
进一步地，作为本技术的另一实施例，s204具体可以为包括两个步骤：
[0163]
步骤3.1确定所述功率时延谱对应的第一检测门限以及第二检测门限；所述第一检测门限是基于所述功率时延谱的功率最大值确定的；所述第一检测门限小于所述功率时延谱的功率最大值；所述第二检测门限是基于所述功率时延谱中功率小于所述第一检测门限的数据的功率均值确定的；所述第二检测门限大于所述功率均值。
[0164]
在本实施例中，通信设备可以基于上述功率时延谱确定第一检测门限以及第二检测门限。其中，第一检测门限是基于功率时延谱的功率最大值确定的，用于判定噪声，并认为功率低于所述第一检测门限对应的信号为噪声，即时延功率谱最大值为maxpower，则上述第一检测门限thresholda为表示为：
[0165]
thresholda＝maxpower*a
[0166]
其中，a为噪声相对系数，且a为小于1的正数。
[0167]
而第二检测门限是基于所述功率时延谱中功率小于所述第一检测门限的数据的功率均值确定的，用于判定是否存在前导序列，并认为当功率最大值大于所述第二门限时，该prach信号存在前导序列。在功率时延谱y
u
(k)中搜索第一检测门限thresholda的点，将这些点识别为噪声干扰数据，点的个数记为nonum1，对这些数据求平均值，得到临时噪声均值meannoise，则第二检测门限thresholdb为表示为：
[0168]
thresholdb＝meannoise*b
[0169]
其中，b可以根据无线通信所在的场景进行差异化设计，如低速或高速场景可以配置不同的b值。
[0170]
步骤3.2分别根据各个所述基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别，生成检测结果。
[0171]
在本实施例中，通信设备可以根据各个基准根序列对应的第一检测门限以及第二检测门限，确定该功率时延谱中是否包含有前导序列，并生成对应的检测结果。上述检测结
果包括可以为：“不包含前导序列”以及“包含前导序列”，其中，若为“包含前导序列”，则可以确定该前导序列对应的基准根序列的基准序列。
[0172]
进一步地，基于第一检测门限以及第二检测门限对功率时延谱进行前导序列的检测识别具体可以包括以下步骤：
[0173]
5.1若功率时延谱中的功率最大值小于或等于上述第二检测门限，则计算该功率时延谱中不包含前导序列，结束关于该基准根序列的检测流程，对执行下一基准根序列的检测操作。
[0174]
5.2若所有基准根序列的功率时延谱的功率最大值均小于或等于对应的第二检测门限，则识别该复原prach信号中不包含前导序列。
[0175]
5.3若功率时延谱中的功率最大值大于第二检测门限，则识别功率小于第三检测门限的数据点的噪声均值；第三检测门限具体为：
[0176][0177]
其中，powerthreshold为第三检测门限；
[0178]
5.4基于噪声均值对第二检测门限进行更新，得到更新门限b’；
[0179]
其中，b'＝meannoise*b
[0180]
5.5基于预设的检测窗口将功率时延谱划分为多个序列功率谱，并判断序列功率谱中的窗口最大值是否大于更新门限。
[0181]
可选地，上述检测窗口的窗口长度为winlen，窗口个数为winnum，根据下式计算得到，后续以检测窗口为单位搜索窗口最大值；
[0182][0183][0184]
其中，ncs为上述基准根序列生成各个基准序列时，对应的循环移位值。
[0185]
示例性地，图9示出了本技术一实施例提供的基于检测窗口对功率时延谱进行划分的示意图。参见图9所示，可以基于预设的检测窗口依次将功率时延谱划分为多个子谱，即序列功率谱，并分别判断各个序列功率谱中是否包含大于上述更新门限的窗口最大值。
[0186]
5.5若窗口最大值大于更新门限，则基于窗口最大值在功率时延谱中的位置，确定前导序列。
[0187]
若某一序列功率谱中的窗口最大值大于上述的更新门限，则可以识别检测到存在前导序列，并记录该窗口最大值在功率时延谱中的位置，由于基于该基准根序列生成的基准序列对应的峰值位置各不相同，因此可以根据上述大于更新门限的窗口最大值在功率时延谱中的位置，确定该前导序列对应的基准序列。
[0188]
在本技术实施例中，通过设置第一检测门限以及第二检测门对功率时延谱进行初步识别，在功率最大值大于第二检测门限时，再进行进一步的基准序列的识别，得到对应的更新门限，可以在确保检测准确性的同时，也能够提高检测效率。
[0189]
5.6若任一基准根序列对应的各个序列功率谱的窗口最大值均小于更新门限，则
返回执行基于另一基准根序列对应的第一检测门限以及第二检测门限对功率时延谱进行前导序列的检测识别。
[0190]
5.7若所有基准根序列对应的所有序列功率谱的窗口最大值均小于更新门限，则识别上行复用信号内不包含前导序列。
[0191]
以上可以看出，本发明实施例提供的一种前导序列的检测方法可以通过在接收到待检测的上行复用信号后，可以基于pusch的第一信号格式对上行复用信号进行处理，删除该上行复用信号中各个数据对应的cp时隙，并将删除cp时隙后的上行复用信号进行快速傅里叶变换fft，以得到对应的复用频域信号，并根据prach所使用的频段，从复用频域信号中提取与其相关的剩余频域信号，由于prach若携带有前导序列，则该前导序列必然是基于基准根序列生成的基准序列中的一种，因此，可以通过本地生成的基准根序列以及上述剩余频域信号生成功率时延谱，并通过该功率时延谱确定剩余频域信号与基准根序列之间的相关性，从而能够检测出该上行复用信号中是否包含有前导序列，生成检测结果，以实现准确检测前导序列的目的。与现有的前导序列的检测技术相比，本技术实施例无需分别接收pusch的数据/控制信号以及prach的随机接入信号，从而简化了通信设备的硬件设计以及实现难度，通过生成基于基准根序列对应的功率时延谱以进行前导序列的识别，能够提高前导序列检测的准确性，避免出现虚警检测的情况。
[0192]
图10示出了本发明一实施例提供的一种前导序列的检测装置的结构框图，该基站包括的各单元用于执行图2对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图2所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
[0193]
参见图10，一种前导序列的检测装置，包括：
[0194]
复合信号接收单元101，用于接收待检测的上行复用信号；所述上行复用信号包括物理上行共享信道的信号以及物理随机接入信道的信号；
[0195]
复用频域信号获取单元102，用于基于所述物理上行共享信道的第一信号格式，对所述上行复用信号进行预处理，得到所述上行复用信号对应的复用频域信号；所述预处理包括删除所述上行复用信号中与所述物理上行共享信道的循环前缀时隙对应的信号，并对删除所述循环前缀时隙对应的信号后的上行复用信号进行傅里叶变换；
[0196]
剩余频域信号生成单元103，用于基于所述物理随机接入信道的第二信号格式，从所述复用频域信号中提取物理随机接入信道对应的剩余频域信号；
[0197]
功率时延谱计算单元104，用于根据预设的基准根序列以及所述剩余频域信号，得到所述基准根序列对应的功率时延谱；
[0198]
检测结果输出单元105，用于根据基准根序列对应的功率时延谱进行前导序列的识别，生成检测结果。
[0199]
可选地，所述功率时延谱计算单元104，包括：
[0200]
剩余时域信号生成单元，用于对所述剩余频域信号进行傅里叶逆变换，得到关于物理随机接入信道的剩余时域信号；
[0201]
补偿信号确定单元，用于根据所述第一信号格式，对所述剩余时域信号进行划分，得到与物理上行共享信道各个符号对应的信号段，并基于所述信号段的均值，得到与所述信号段对应的循环前缀时隙的补偿信号；
[0202]
复原信号生成单元，用于将各个信号段对应的所述补偿信号插入到所述剩余时域
信号，得到所述物理随机接入信道的复原信号；
[0203]
第一功率时延谱生成单元，用于根据所述基准根序列以及所述复原信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
[0204]
可选地，所述补偿信号确定单元包括：
[0205]
等效时域信号段确定单元，用于若所述物理随机接入信道的发送格式为多次重复发送格式，则根据所述第二信号格式确定周期时长，并基于所述周期时长将所述剩余时域信号划分为多个等效时域信号段；
[0206]
重复信号段识别单元，用于若任一等效时域信号段存在缺失的循环前缀时隙，则判定该缺失的循环前缀时隙在其他周期的等效时域信号段相应位置的重复信号段；
[0207]
重复信号段计算单元，用于基于所述缺失的循环前缀时隙对应的重复信号段，计算多个所述重复信号段的均值，基于所述均值生成所述循环前缀时隙的补偿信号。
[0208]
可选地，所述功率时延谱计算单元104包括：
[0209]
基准时域信号生成单元，用于获取所述基准根序列对应的基准时域信号；
[0210]
基准剩余信号确定单元，用于基于所述第一信号格式，对所述基准时域信号进行预处理，得到所述基准时域信号对应的基准剩余信号；所述预处理包括删除所述基准时域信号中与所述物理上行共享信道的循环前缀时隙对应的信号，并对删除所述循环前缀时隙对应的信号后的基准时域信号进行傅里叶变换；
[0211]
第二功率时延谱计算单元，用于根据所述基准剩余信号与所述剩余频域信号进行相关计算，得到所述基准根序列对应的功率时延谱。
[0212]
可选地，所述检测结果输出单元105包括：
[0213]
双门限确定单元，用于确定所述功率时延谱对应的第一检测门限以及第二检测门限；所述第一检测门限是基于所述功率时延谱的功率最大值确定的；所述第一检测门限小于所述功率时延谱的功率最大值；所述第二检测门限是基于所述功率时延谱中功率小于所述第一检测门限的数据的功率均值确定的；所述第二检测门限大于所述功率均值；
[0214]
双门限比较单元，用于根据所述基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别，生成检测结果。
[0215]
可选地，所述双门限比较单元包括：
[0216]
噪声均值计算单元，用于若所述功率时延谱中的功率最大值大于所述第二检测门限，则计算功率小于第三检测门限的数据点的噪声均值；所述第三检测门限是基于所述第二检测门限确定的；
[0217]
门限更新单元，用于基于所述噪声均值对所述第二检测门限进行更新，得到更新门限；
[0218]
门限比较单元，用于基于预设的检测窗口将所述功率时延谱划分为多个序列功率谱，并判断所述序列功率谱中的窗口最大值是否大于所述更新门限；
[0219]
前导序列识别单元，用于若所述窗口最大值大于所述更新门限，则基于所述窗口最大值在所述功率时延谱中的位置，确定所述前导序列。
[0220]
可选地，所述基准根序列的个数为多个，则所述前导序列的检测装置，还包括：
[0221]
第一循环单元，用于若任一所述基准根序列对应的各个所述序列功率谱的窗口最大值均小于所述更新门限，则返回执行基于另一基准根序列对应的所述第一检测门限以及
所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别；
[0222]
第一检测结果生成单元，用于若所有所述基准根序列对应的所有所述序列功率谱的窗口最大值均小于所述更新门限，则判定所述上行复用信号内不包含所述前导序列。
[0223]
可选地，所述基准根序列的个数为多个，则所述检测结果输出单元105包括：
[0224]
第二循环单元，用于若所述功率时延谱中的功率最大值小于或等于所述第二检测门限，则判定所述上行符号信号中不包含所述基准根序列对应的前导序列，并返回执行基于另一基准根序列对应的所述第一检测门限以及所述第二检测门限对所述功率时延谱进行前导序列的检测识别；
[0225]
第二检测结果生成单元，用于若所有所述基准根序列对应的所有所述功率最大值均小于所述第二检测门限，则判定所述上行复用信号内不包含任一所述前导序列。
[0226]
本实施实施例中的前导序列的检测装置的具体实现方式和技术效果与上一实施例中的前导序列的检测方法的具体实现方式和技术效果一一对应，此处不再赘述。
[0227]
因此，本发明实施例提供的前导序列的检测装置同样可以通过在接收到待检测的上行复用信号后，可以基于pusch的第一信号格式对上行复用信号进行处理，删除该上行复用信号中各个数据对应的cp时隙，并将删除cp时隙后的上行复用信号进行快速傅里叶变换fft，以得到对应的复用频域信号，并根据prach所使用的频段，从复用频域信号中提取与其相关的剩余频域信号，由于prach若携带有前导序列，则该前导序列必然是基于基准根序列生成的基准序列中的一种，因此，可以通过本地生成的基准根序列以及上述剩余频域信号生成功率时延谱，并通过该功率时延谱确定剩余频域信号与基准根序列之间的相关性，从而能够检测出该上行复用信号中是否包含有前导序列，生成检测结果，以实现准确检测前导序列的目的。与现有的前导序列的检测技术相比，本技术实施例无需分别接收pusch的数据/控制信号以及prach的随机接入信号，从而简化了基站的硬件设计以及实现难度，通过生成基于基准根序列对应的功率时延谱以进行前导序列的识别，能够提高前导序列检测的准确性，避免出现虚警检测的情况。
[0228]
图11是本发明一实施例提供的一种通信设备的示意图。如图11所示，该实施例的通信设备11包括：处理器110、存储器111、天线120，以及存储在所述存储器111中并可在所述处理器110上运行的计算机程序112，例如前导序列的检测程序。所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各个前导序列的检测方法实施例中的步骤，例如图2所示的s201至s205。或者，所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各装置实施例中各单元的功能，例如图10所示模块101至105功能。
[0229]
示例性的，所述计算机程序112可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器111中，并由所述处理器110执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序112在所述通信设备11中的执行过程。
[0230]
所述通信设备可包括，但不仅限于，处理器110、存储器111。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是通信设备11的示例，并不构成对通信设备11的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述通信设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0231]
所称处理器110可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是
其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0232]
所述存储器111可以是所述通信设备11的内部存储单元，例如通信设备11的硬盘或内存。所述存储器111也可以是所述通信设备11的外部存储设备，例如所述通信设备11上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器111还可以既包括所述通信设备11的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器111用于存储所述计算机程序以及所述通信设备所需的其他程序和数据。所述存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0233]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个方法实施例中的步骤。所述计算机可读存储介质可以是非易失性，也可以是易失性。所述计算机可读存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0234]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0235]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。