1.一种五窗口联合定时提前量估计校准方法,其特征在于,所述方法的步骤包括:S1:获取5G中PRACH前导格式2的信号;
S2:将前导格式2的信号划分为5个窗口,对这5个窗口进行编号,从右到左分别为窗口
1、窗口2,窗口3、窗口4、窗口5;
S3:前4个窗口的序列长度都为24576K,对窗口5中的数据前面进行补零操作,使得窗口
5的序列长度为24576K;
S4:对窗口1的前导序列进行检测,并记录检测到的前导序列号和定时提前量TA;
S5:将窗口i-1的前导序列的根序列与后一个窗口i的前导序列相关,记录第i个窗口的前导序列,其中i∈{2,3,4,5};
S6:获取5个窗口的检测结果,并对检测结果进行定时提前量估计,再对定时提前量进行校准;
其中,PRACH表示物理随机接入信道,TA表示定时提前量。
2.根据权利要求1所述的五窗口联合定时提前量估计校准方法,其特征在于,所述接收端接收到5G中PRACH前导格式2的信号时,去掉接收信号中的CP、GP以及PRACH前导在一个子帧的起始位置;
其中,CP表示循环前缀,GP表示保护间隔。
3.根据权利要求1所述的五窗口联合定时提前量估计校准方法,其特征在于,所述前导序列的检测包括:S41:对窗口i中的前导序列进行降采样,得到1024点降采样数据;对1024点降采样数据进行FFT变换,得到频域的1024点数据;
S42:对频域的1024点数据进行子载波解映射,确定频域的1024点数据的补零子载波位置;将频域的1024点数据去除补零的子载波,得到839点的频域前导序列;
S43:对窗口i-1中的本地ZC序列进行DFT变换,生成频域的ZC序列后取共轭,再与窗口i中的839点频域前导序列相乘,得到窗口i-1中的频域ZC序列和窗口i中的839点频域前导序列相关的序列S44:对得到的窗口i中的相关序列进行补0,将相关序列的长度扩展为2的幂次方,然后再对扩展后的相关序列进行IFFT变换,得到时域信号;计算时域信号的PDP;
S45:选取多个天线组合的PDP中的最大值,记录最大值所在的组号以及最大值所处序列中的位置,得到前导序列号和定时提前量TA;
其中,i表示窗口的编号,i∈{2,3,4,5};本地ZC序列为前导序列的根序列,FFT表示快速傅里叶变换,IFFT表示快速傅里叶反变换,DFT表示离散傅里叶变换,PDP表示功率时延谱。
4.根据权利要求3所述的五窗口联合定时提前量估计校准方法,其特征在于,所述步骤S42中进行子载波解映射时,本地生成频移量不同的前导序列,不同的前导序列与接收的频域序列进行点乘,根据点成结果确定发送端的PRACH传输实际索引,根据传输时间索引确定补零的子载波位置。
5.根据权利要求1所述的五窗口联合定时提前量估计校准方法,其特征在于,获取5个检测窗口的检测结果,根据检测前导序列和时延将得到的检测结果分成6种类型进行估计。
6.根据权利要求5所述的五窗口联合定时提前量估计校准方法,其特征在于,所述6种类型包括:情况A:时延为0到4688K,在窗口1到5检测到前导,不进行定时提前量校准;
情况B:时延为4688K到24576K,在窗口1到4检测到前导,而在窗口5未检测到前导,不进行定时提前量校准;
情况C:时延为24577K到29264K,在窗口1到4检测到前导,而在窗口5未检测到前导,定时提前量校准24576K;
情况D:时延为29265K到53840K,在窗口1到3检测到前导,而在窗口4和5未检测到前导,定时提前量校准29264K;
情况E:时延为53841K到78416K,在窗口1到2检测到前导,而在窗口3到5未检测到前导,定时提前量校准53840K;
情况F:时延为78417K到102992K,在窗口1可以检测到前导,而在窗口2到5未检测到前导,定时提前量校准78416K。
7.一种五窗口联合定时提前量估计校准系统,其特征在于,所述系统包括终端以及基站;
所述终端包括信号接收端,信号预处理模块,信号发送模块;
所述信号接收端用于接收5G中PRACH前导格式2的信号,并将接收到的信号发送给信号预处理模块;
所述信号预处理模块用于对接收到的信号进行处理,处理过程包括:去掉接收信号中的CP、GP以及PRACH前导在一个子帧的起始位置;
所述信号发送模块用于将信号预处理模块中处理好的信号发送给基站;
所述基站包括信号接收模块、窗口模块、窗口结果统计模块以及结果显示模块;
所述信号接收模块接收到信号用于接收终端的信号,并将信号发送给窗口模块;
所述窗口模块包括窗口添加模块、信号前导检测模块、检测记录模块以及记录发送模块;
所述窗口添加模块用于对发送给窗口模块的信号进行处理,包括对信号添加5个窗口,分别为窗口1、窗口2,窗口3、窗口4、窗口5;
所述信号前导检测模块用于对各个窗口中信号的序列进行前导检测,并将前导检测的结果发送给检测记录模块;
所述检测记录模块用于对检测结果的分类以及对检测结果的分析;
所述记录发送模块用于发送检测记录模块中的检测结果,包括将前导序列的根序列发送给下一个窗口的信号前导检测模块,将前导序列以及定时提前量TA发送给窗口结果统计模块;
所述窗口统计模块用于统计5个窗口中的结果,并对5个窗口的结果进行分类;然后对分类的结果进行分析;
所述结果显示模块用于对窗口统计模块结果的输出与显示。
8.根据权利要求7所述的一种五窗口联合定时提前量估计校准系统,其特征在于,所述信号前导检测模块的检测过程包括:步骤1:对窗口i中的前导序列进行降采样,得到1024点降采样数据;对1024点降采样数据进行FFT变换,得到频域的1024点数据;对频域的1024点数据进行子载波解映射,确定频域的1024点数据的补零子载波位置;将频域的1024点数据去除补零的子载波,得到839点的频域前导序列;
步骤2:对窗口i-1中的本地ZC序列进行DFT变换,生成频域的ZC序列后取共轭,再与窗口i中的839点频域前导序列相乘,得到窗口i-1中的频域ZC序列和窗口i中的839点频域前导序列相关的序列步骤3:对得到的窗口i中的相关序列进行补0,将相关序列的长度扩展为2的幂次方,然后再对扩展后的相关序列进行IFFT变换,得到时域信号;计算时域信号的PDP;
步骤4:选取多个天线组合的PDP中的最大值,记录最大值所在的组号以及最大值所处序列中的位置,得到前导序列号和定时提前量TA;
其中,,i表示窗口的编号,i∈{2,3,4,5};FFT表示快速傅里叶变换,DFT表示离散傅里叶变换,PDP表示功率时延谱。
9.根据权利要求7所述的一种五窗口联合定时提前量估计校准系统,其特征在于,所述窗口统计模块中将5个检测窗口检测结果分成6种类型。
10.根据权利要求9所述的一种五窗口联合定时提前量估计校准系统,其特征在于,所述窗口统计模块分成的类型包括:情况A:时延为0到4688K,在窗口1到5检测到前导,不进行定时提前量校准;
情况B:时延为4688K到24576K,在窗口1到4检测到前导,而在窗口5未检测到前导,不进行定时提前量校准;
情况C:时延为24577K到29264K,在窗口1到4检测到前导,而在窗口5未检测到前导,定时提前量校准24576K;
情况D:时延为29265K到53840K,在窗口1到3检测到前导,而在窗口4和5未检测到前导,定时提前量校准29264K;
情况E:时延为53841K到78416K,在窗口1到2检测到前导,而在窗口3到5未检测到前导,定时提前量校准53840K;
情况F:时延为78417K到102992K,在窗口1可以检测到前导,而在窗口2到5未检测到前导,定时提前量校准78416K。