JP7087066B2

JP7087066B2 - ランダムアクセス検出方法および装置

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Publication number: JP7087066B2
Application number: JP2020512392A
Authority: JP
Inventors: 李東; 王佳東
Original assignee: Sanechips Technology Co Ltd
Current assignee: Sanechips Technology Co Ltd
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2022-06-20
Anticipated expiration: 2039-02-26
Also published as: CN110198567B; EP3761602A1; EP3761602A4; WO2019161806A1; KR20200018816A; JP2020532239A; CN110198567A

Description

本発明は、２０１８年０２月２６日に中国専利局に出願された出願番号が２０１８１０１６２７１４．０である中国特許出願に対して、優先権の利益を主張するものであり、該出願の全ての内容を引用により本発明に援用する。

本発明は、無線通信の技術分野に関し、例えば、ランダムアクセス検出方法および装置に関する。

第４世代通信システム（ｔｈｅ４ｔｈＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ、４Ｇ）および第５世代移動通信システム（ｆｉｆｔｈ－Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ、５Ｇ）規格において、上りリンクに対し、ユーザ機器（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＵＥ）は物理ランダムアクセスチャネル（ＰｈｙｓｉｃａｌＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ、ＰＲＡＣＨ）を用いてセルアクセスを行う。一部のサブフレームはＰＲＡＣＨサブフレームに構成されてもよく、ＵＥはこれらのサブフレームにおいてランダムアクセスシーケンスを送信することができ、ランダムアクセスシーケンスは１つまたは複数のプリアンブルシーケンス（ＰｒｅａｍｂｌｅＳｅｑｕｅｎｃｅ）を含み、４Ｇ／５Ｇプロトコル規格によってランダムアクセスシーケンスは異なる。

基地局が４Ｇ／５Ｇのランダムアクセス検出を同時にサポートしようとする場合、関連技術における態様は、２セットのランダムアクセス信号処理装置（それぞれ４Ｇと５Ｇ）を採用することが多いが、１つのセルが４Ｇまたは５Ｇ規格しかないため、リソースが無駄になるという欠点が存在する。

本発明は、異なる複数種の通信規格プロトコルの無線アクセスシステムのランダムアクセス検出を同時にサポートできるランダムアクセス検出方法および装置を提供する。

本発明は、
少なくとも１つのアンテナを含む１組のアンテナの各々から受信したデータを、シンボルごとに前記各アンテナに対応する第１記憶領域に順に記憶することと、
前記各アンテナから受信したデータを、シンボルごとに各アンテナに対応する第１記憶領域から順に読み出し、読み出したシンボルデータに対応する無線構成パラメータを確定することと、
確定した無線構成パラメータに基づき、読み出したシンボルデータに対して前処理を行い、前処理が行われたシンボルデータを前記各アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュすることとを含み、前記前処理は、サイクリックプレフィックス除去処理、スペクトルシフト処理、および抽出濾波処理を含む、ランダムアクセス検出方法を提供する。

本発明は、
少なくとも１つのアンテナを含む１組のアンテナの各々から受信したデータを、シンボルごとに前記各アンテナに対応する第１記憶領域に順に記憶するように構成されるアンテナデータ記憶モジュールと、
前記各アンテナから受信したデータを、シンボルごとに各アンテナに対応する第１記憶領域から順に読み出し、読み出したシンボルデータに対応する無線構成パラメータを確定するように構成されるシンボルデータ読み取りモジュールと、
確定した無線構成パラメータに基づき、読み出したシンボルデータに対して前処理を行い、前処理が行われたシンボルデータを前記各アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュするように構成される第１処理モジュールとを備え、前記前処理は、サイクリックプレフィックス除去処理、スペクトルシフト処理、および抽出濾波処理を含む、
ランダムアクセス検出装置を提供する。

本発明は、メモリ、プロセッサ、および前記メモリに記憶されて前記プロセッサによって実行され得るランダムアクセス検出プログラムを含み、前記ランダムアクセス検出プログラムが前記プロセッサにより実行されると、上記ランダムアクセス検出方法が実現されるランダムアクセス検出装置を更に提供する。

関連技術の４ＧプロトコルのＰＲＡＣＨＰｒｅａｍｂｌｅｆｏｒｍａｔの模式図である。関連技術の５ＧプロトコルのＰＲＡＣＨＰｒｅａｍｂｌｅｆｏｒｍａｔの模式図である。関連技術の５ＧプロトコルのＰｒｅａｍｂｌｅｆｏｒｍａｔにおける１つの短い符号の例の模式図である。関連技術の５ＧプロトコルのＰｒｅａｍｂｌｅｆｏｒｍａｔにおける１つの長い符号の例の模式図である。一実施例に係るランダムアクセス検出方法のフローチャートである。一実施例に係るランダムアクセス検出装置の模式図である。一実施例に係るシングルプロトコルのシーンでのデータ処理の模式図である。一実施例に係る２種類のプロトコルのシーンでのデータ処理の模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

４Ｇ上りランダムアクセス検出は、対応する時間領域リソース、異なる周波数で１つまたは複数のプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を同時に抽出し、８３９点または１３９点のシーケンスに復元し、対応するローカルで生成した親符号シーケンス（Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕシーケンス）と畳み込み相関処理を行う必要がある。得られた相関シーケンスに対してピーク検出を行い、ピーク位置の詳細情報を得る。ランダムアクセス検出は、実質的に、シーケンスおよびローカル親符号シーケンスの畳み込み相関を受信する過程であり、畳み込み相関計算の複雑度が高く、通常、畳み込み相関計算の原理に基づき、高速フーリエ変換（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ、ＦＦＴ）を用いて相関のシーケンスを周波数領域に変換してドット積演算を行い、結果を逆高速フーリエ変換（ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ、ＩＦＦＴ）により時間領域に変換して等価な結果を得る。図１に示すように、４ＧＰＲＡＣＨチャネルのプリアンブルフォーマット（ｆｏｒｍａｔ）はｆｏｒｍａｔ０～４を含む。ここで、４ＧＰＲＡＣＨチャネルのプリアンブルのｆｏｒｍａｔフォーマットは、一般的にサイクリックプレフィックス（ＣｙｃｌｉｃＰｒｅｆｉｘ、ＣＰ）、１つまたは複数のプリアンブルシーケンス、およびガードインターバル（ＧｕａｒｄＩｎｔｅｒｖａｌ、ＧＩ）を含み、あるｆｏｒｍａｔフォーマットは、下りパイロットタイムスロット（ＤｏｗｎＰｉｌｏｔＴｉｍｅＳｌｏｔ、ＤｗＰＴＳ）またはガードインターバル（ＧｕａｒｄＰｅｒｉｏｄ、ＧＰ）を更に含んでもよい。４Ｇロングタームイボリューション（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ、ＬＴＥ）プロトコルで記述されたサンプリングレートは、３０．７２メガヘルツ（ＭＨｚ）、２３．０４ＭＨｚ、１９．２０ＭＨｚ、１５．３６ＭＨｚ、１１．５２ＭＨｚ、７．６８ＭＨｚ、５．７６ＭＨｚ、３．８４ＭＨｚ、１．９２ＭＨｚ等の９種類のサンプリングレートを含む。３０．７２ＭＨｚのサンプリングレートを例とし、Ｆｏｒｍａｔ０～３の各プリアンブルシーケンスは２４５７６個のサンプリング点を有し、Ｆｏｒｍａｔ４のプリアンブルシーケンスは４０９６個のサンプリング点を有する。従って、システム帯域幅が大きく、サンプリングレートが大きい場合に、ダウンサンプリングを経てサンプリング点数を、Ｚａｄｏｆｆ－Ｃｈｕシーケンスの点数に相当する程度まで低減してから、ローカルで生成したセルＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕシーケンスと相関処理を行う必要がある。これにより、処理演算量を低減し、処理リソースを節約し、処理速度を加速することができる。

各周波数の帯域幅が同じ（例えば、いずれも１．０８ＭＨｚである）であり、オフセットのみが異なり、処理が必要なステップも同じであるため、関連する態様において、単一周波数ランダムアクセス信号処理装置、すなわち、１回に１つの周波数のみを処理できるランダムアクセス処理（スペクトルシフト、フィルタリング、ダウンサンプリング、ＦＦＴ等のステップ）を採用することが多い。各本のアンテナのＰＲＡＣＨのデータ量が大きく、各ＰＲＡＣＨの持続時間も長い（ｎ個のシングルキャリア周波数分割多重アクセス（ＳｉｎｇｌｅＣａｒｒｉｅｒ－ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ、ＳＣ－ＦＤＭＡ）シンボル）。関連技術において、通常、１つのプリアンブルの全ての点数をキャッシュしてからＰＲＡＣＨ処理を開始し、これにより、記憶空間が大きい必要があり、且つ処理遅延が大きい。周波数分割復信（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕａｌ、ＦＤＤ）モードの場合、１つのアクセス周波数のみがあるため、１つの単一周波数装置があれば良い。しかし、時分割復信（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘｉｎｇ、ＴＤＤ）モードの場合、複数の周波数が存在すると、一般的に複数セットの単一周波数装置を用いて複数の周波数を同時に並列処理し、リソースの浪費が存在する。

５Ｇ新たな無線技術（ＮｅｗＲａｄｉｏ、ＮＲ）ランダムアクセス検出の基本原理は４ＧＬＴＥと一致し、処理が必要なステップも類似し、同様に対応する時間領域リソース、異なる周波数で１つまたは複数のｐｒｅａｍｂｌｅを同時に抽出し、且つ１５３６点または２５６点のシーケンスに復元する。

図２（ａ）に示すように、５ＧＮＲのＰＲＡＣＨは、１種のプリアンブルフォーマットが１つまたは複数のプリアンブルを含むことができ、１つのプリアンブルが１つのプリアンブルシーケンスおよび１つのＣＰを含む。１つのプリアンブルシーケンスは、１つまたは複数の直交周波数分割多重（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）シンボルを含む。５ＧＮＲのＰＲＡＣＨのプリアンブルフォーマットは、４種類の長い符号フォーマット（ｆｏｒｍａｔ０－ｆｏｒｍａｔ３）および１０種類の短い符号フォーマット（ｆｏｒｍａｔＡ０、ｆｏｒｍａｔＡ１、ｆｏｒｍａｔＡ２、ｆｏｒｍａｔＡ３、ｆｏｒｍａｔＢ０、ｆｏｒｍａｔＢ１、ｆｏｒｍａｔＢ２、ｆｏｒｍａｔＢ３、ｆｏｒｍａｔＣ１、ｆｏｒｍａｔＣ２）を含む。ここで、図２（ｂ）に示す短い符号の例では、ｆｏｒｍａｔＡ０フォーマットにおいて、１つのプリアンブルが１つのシンボルを占有し、ｆｏｒｍａｔＢ０フォーマットにおいて、１つのプリアンブルが２つのシンボルを占有し、ｆｏｒｍａｔＣ１フォーマットにおいて、１つのプリアンブルが４つのシンボルを占有する。図２（ｃ）に示す長い符号の例では、１つのプリアンブルシーケンスに２つのＲＡＣＨ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ、ランダムアクセスチャネル）を含むことができ、各ＲＡＣＨが複数のシンボルを含むことができる。ＰＲＡＣＨのプリアンブルフォーマットタイプの間の違いは、ＲＡＣＨの数、ＣＰ長、ＧＰ長の異なりにある。

５Ｇ新たな無線（ＮｅｗＲａｄｉｏ、ＮＲ）プロトコルで記述されたサンプリングレートは、１９．２ＭＨｚ、３０．７２ＭＨｚ、３８．４ＭＨｚ、４６．０８ＭＨｚ、６１．４４ＭＨｚ、７６．８ＭＨｚ、９２．１６ＭＨｚ、１０７．５２ＭＨｚ、１２２．８８ＭＨｚ、１５３．６ＭＨｚ、１８４．３２ＭＨｚ、２１５．０４ＭＨｚ、２４５．７６ＭＨｚ等の１３種類のサンプリングレートを含む。サブキャリア間隔２．５ｋｈｚを例とし、プロトコルにより確定された長さが８３９点のＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕシーケンスは、プリアンブルシーケンス（ＰｒｅａｍｂｌｅＳｅｑｕｅｎｃｅ）を生成し、３０．７２ＭＨｚで１２２８８個のサンプリング点が８倍の抽出を行う必要があり、２４５．７６Ｍｈｚで９８３０４個のサンプリング点が６４倍の抽出処理を行う必要があり、データ量は非常に大きい。

それと同時に、５ＧＮＲプロトコルは進化中にあるため、後期のプロトコルの進化変化を考慮する必要がある。関連技術における態様は、固定のランダムアクセス信号処理装置を採用することが多く、これにより、プロトコルが完全に明瞭でなければランダムアクセスを設計できないと要求される。そのため、プロトコルが完全に確定するまで待ち、時間遅延が存在するか、あるいはランダムアクセスを複数回繰り返して設計する必要があり、人員の浪費がある。

本発明に係る技術案において、ＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルをデータ処理ユニットとして上り時間領域アンテナデータに対してＣＰ除去、スペクトルシフト、および抽出濾波処理を行い、多くのデータをキャッシュする必要がなく、共有キャッシュにおけるＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルデータが完全なプリアンブルである場合に後続の信号検出を行う。本発明に係る技術案のアンテナデータがＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを処理ユニットとするため、本発明に係るランダムアクセス検出方法は、４Ｇと５ＧのＰＲＡＣＨデータをシームレスに切り替えて処理することができる。これにより、処理速度を加速し、アンテナデータのキャッシュを減少し、リソース消費を減少することができる。異なる複数種の４Ｇ／５Ｇの設置シーンを柔軟にサポートできるとともに、良好な拡張性を有し、例えば、新たな処理装置を容易に追加して並列処理を行うことができるとともに、パラメータ設定を採用することにより、４Ｇ／５Ｇプロトコルの進化に柔軟に適応することができる。

実施例１
図３は、一実施例に係るランダムアクセス検出方法のフローチャートである。図３に示すように、本実施例に係る方法は以下のステップを含む。

ステップＳ３１０において、１つまたは複数のアンテナを含む１組のアンテナの各々から受信したデータを、シンボルごとに前記各アンテナに対応する第１記憶領域に順に記憶する。

ステップＳ３２０において、前記各アンテナから受信したデータを、シンボルごとに各アンテナに対応する第１記憶領域から順に読み出し、読み出したシンボルデータに対応する無線構成パラメータを確定する。

ステップＳ３３０において、確定した無線構成パラメータに基づき、読み出したシンボルデータに対して前処理を行い、前処理が行われたシンボルデータを前記各アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュする。ここで、前記前処理は、サイクリックプレフィックス除去処理、スペクトルシフト処理、および抽出濾波処理を含む。

本実施例において、シンボルデータとは、アンテナにより受信された上り時間領域データを指し、本実施例では、毎回シンボルごとに第１記憶領域から読み出した対応するデータである。

本実施例において、前記ランダムアクセス検出方法は基地局で実現できる。

本実施例において、前記無線構成パラメータは、通信プロトコルタイプ、物理ランダムアクセスチャネルのプリアンブルフォーマットタイプ、サンプリングレート、および抽出倍数という情報の少なくとも１種を含む。

本実施例において、前記通信プロトコルタイプは、第４世代通信システムプロトコルまたは第５世代移動通信システムプロトコルを含む。

本実施例において、前記シンボルは、直交周波数分割多重ＯＦＤＭシンボルまたはシングルキャリア周波数分割多重アクセスＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを含む。

実施形態において、前記方法は、１組のアンテナ内の各アンテナの無線構成パラメータを予め設置することと、各アンテナの無線構成パラメータに基づき、前記各アンテナに対応する第１記憶領域および第２記憶領域を確立することとを更に含む。

本実施例において、シンボルデータに対応する無線構成パラメータは、アンテナに対応する無線構成パラメータである。

一実施例において、確定した無線構成パラメータに基づいてサイクリックプレフィックス除去処理を行うことは、例えば、ＣＰ除去処理が、サンプリングレート、プリアンブルフォーマットに基づき、ＰＲＡＣＨプリアンブルフレーム構造に従ってＣＰ、ＧＩを除去し、ＤｗＴＰＳおよびＧＰが存在すれば、更にＤｗＴＰＳおよびＧＰを除去して真に有効なプリアンブルシーケンスサンプリング点を残す必要があることを指す。異なるプロトコルの異なるプリアンブルフォーマットのシーンで、有効なプリアンブルシーケンスのデータ長は異なる。本実施例において、現在処理データのプロトコルタイプ（各処理待ちのシンボルデータに対応するプロトコルタイプ）、対応する帯域幅、およびプリアンブルフォーマットを知る必要があり、その後、各ＯＦＤＭシンボルまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルのＣＰ除去タイプ、スペクトルシフトの設計パラメータ、フィルタ抽出パラメータ、およびデータ出力長を確定する。

確定した無線構成パラメータに基づいてスペクトルシフトを行うことは、例えば、スペクトルシフトが、ＰＲＡＣＨスペクトルパラメータに従ってＰＲＡＣＨが占有する周波数帯域をベースバンドの中心位置にシフトすることができることを指す。

確定した無線構成パラメータに基づいて抽出濾波処理を行うことは、例えば、サンプリングレート、周波数帯域に含まれる周波数数およびプリアンブルフォーマットタイプに従って抽出倍数を確定し、ダウンサンプリング処理を行うことを指す。ここで、フィルタはハーフバンドフィルタで実現でき、４Ｇと５Ｇとの２種類のプロトコル、２０種程度のサンプリングレートをサポートする。４ＧＬＴＥに対し、１段の抽出濾波を設計することができる。５ＧＮＲは、帯域幅が大きくてプロトコルが進化中にあるため、２段の抽出濾波を設計することができ、２段の抽出濾波の複数種の抽出率の設置に応じ、複数種の複雑な抽出率の要求をサポートすることができ、５Ｇのプロトコル進化に適応し、高い柔軟性を有する。それと同時に、５ＧＮＲは、２段の抽出濾波も４ＧＬＴＥの抽出濾波処理を実現できるように構成される。

１つの実施形態において、前処理が行われたシンボルデータを前記各アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュした後に、前記方法は、いずれかのアンテナに対応する第２記憶領域に前処理が行われた少なくとも１つのシンボルデータが存在し、且つ、少なくとも１つのシンボルデータが前記いずれかのアンテナの完全なプリアンブルデータを構成している場合に、前記いずれかのアンテナに対応する無線構成パラメータに基づき、前記いずれかのアンテナの完全なプリアンブルデータに対してプリアンブル検出処理を行う。前記プリアンブル検出処理は、少なくとも高速フーリエ変換ＦＦＴ処理、親符号相関処理、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ処理、およびピーク検出処理を含む。

ＦＦＴ演算により生成された周波数領域信号は、スペクトル分布に応じて各周波数のシーケンスを直接抽出することができ、シーケンス長はｎ個の点である（異なるプロトコルは異なる定義を有する）。ここで、ＦＦＴおよびＩＦＦＴは、同じＦＦＴ計算モジュールを用いて２５６点、３２０点、３８４点、５１２点、６４０点、７６８点、１０２４点、１２８０点、１５３６点、１９２０点、２０４８点、２３０４点、３０７２点、３５８４点、４０９６点、５１２０点、６１４４点、７１６８点、８１９２点のＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理を行うことができる。

親符号相関処理とは、本セルが無線構成パラメータに基づいて１つのローカルの親符号シーケンスを生成し、この親符号シーケンスと、ＦＦＴにより出力された結果から抽出された各周波数のシーケンスとを乗算し、得られた結果に対してＩＦＦＴ逆変換等の後続処理を行い、後続のピーク検出に用いられる１組のシーケンスが得られることである。

ピーク検出処理とは、基地局が、現在の親符号相関処理を経た後のプリアンブルデータから、最大の時間領域相関値に対応するチェック点を見つけ、時間領域相関値ピークが設定されたピーク検出閾値およびノイズパワーよりも大きい場合、プリアンブル信号が検出されたと考えられることを指す。

実施例２
図４は、実施例に係るランダムアクセス検出装置である。図４に示すように、本実施例に係る装置は、少なくとも１つのアンテナを含む１組のアンテナの各々から受信したデータを、シンボルごとに前記各アンテナに対応する第１記憶領域に順に記憶するように構成されるアンテナデータ記憶モジュール４０１と、前記各アンテナから受信したデータを、シンボルごとに各アンテナに対応する第１記憶領域から順に読み出し、読み出したシンボルデータに対応する無線構成パラメータを確定するように構成されるシンボルデータ読み取りモジュール４０２と、確定した無線構成パラメータに基づき、読み出したシンボルデータに対して前処理を行い、前処理が行われたシンボルデータを前記各アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュするように構成される第１処理モジュール４０３とを備え、前記前処理は、サイクリックプレフィックス除去処理、スペクトルシフト処理、および抽出濾波処理を含む。

１つの実施形態において、前記装置は、いずれかのアンテナに対応する第２記憶領域に前処理が行われた少なくとも１つのシンボルデータが存在し、且つ、前記少なくとも１つのデータが前記いずれかのアンテナの完全なプリアンブルデータを構成している場合に、前記いずれかのアンテナに対応する無線構成パラメータに基づき、前記いずれかのアンテナの完全なプリアンブルデータに対してプリアンブル検出処理を行うように構成される第２処理モジュールを更に備え、前記プリアンブル検出処理は、少なくとも高速フーリエ変換ＦＦＴ処理、親符号相関処理、逆高速フーリエ変換ＩＦＦＴ処理、およびピーク検出処理を含む。

本実施例において、前記無線構成パラメータは、通信プロトコルタイプ、物理ランダムアクセスチャネルのプリアンブルフォーマットタイプ、サンプリングレート、および抽出倍数などの情報の少なくとも１種を含む。

１つの実施形態において、前記装置は、１組のアンテナ内の各アンテナの無線構成パラメータを予め設置し、各アンテナの無線構成パラメータに基づき、前記各アンテナに対応する第１記憶領域および第２記憶領域を確立するように構成される設置モジュールを更に備える。

以下、例により本発明に係る技術案を説明する。

例１
本例のランダムアクセス検出装置は、ハードウェア加速モジュールおよびソフトウェア処理モジュールを備える。４ＧＬＴＥプロトコルで記述された複数種のサンプリングレートおよび５ＧＮＲプロトコルで記述された複数種のサンプリングレートをサポートする。ここで、サンプリングレートおよび帯域幅は、システム要求に応じて柔軟にマッチングすることができる。前記ランダムアクセス検出装置のハードウェア加速モジュールは、ＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルを処理ユニットとし、各本のアンテナから受信されたデータに対して前処理を行った後、共有キャッシュにキャッシュし、前記前処理は、ＣＰ除去処理、スペクトルシフト、フィルタリング、および抽出処理を含む。ソフトウェア処理モジュールは、ＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理を完了する必要があり、データインターリーブが存在するため、ＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルデータを単位として処理することができず、ハードウェア加速モジュールが１つのアンテナの１つの完全なＰＲＡＣＨｐｒｅａｍｂｌｅデータを完了してからソフトウェアの後続処理を起動する必要がある。前記共有キャッシュで完全なプリアンブルを検出した後に、ソフトウェア処理モジュールはＩＦＦＴ、親符号相関処理、ピーク検出等の後続処理を更に行う。

図５（ａ）に示すように、ＰＲＡＣＨデータは、１つのＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルであり、順に入力し、ＬＴＥプロトコルまたは５Ｇプロトコルのみがあるシングルプロトコルのシーンで、ハードウェア加速モジュールは、ＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボル時間で受信されたデータを処理単位とし、１つのＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡ時間のデータを受信する度にＰＲＡＣＨ処理を起動する。図５（ｂ）に示すように、マルチプロトコルマルチアンテナのシーンで、１つのＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボル時間に複数のアンテナのＰＲＡＣＨを処理する必要があり、例えば、１つのＯＦＤＭシンボル時間に、４Ｇと５Ｇとの異なる２種類のプロトコルのＰＲＡＣＨのデータ処理を順に完了し、且つ異なるアンテナのＰＲＡＣＨのデータの中間結果を保護する必要があり、次のＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルデータの到来を待って対応するアンテナのデータを回復してから処理し続ける。

本実施例において、ＣＰ除去処理は、サンプリングレート、Ｆｏｒｍａｔフォーマットに基づき、ＰＲＡＣＨプリアンブルフレーム構造に従ってＣＰ、ＧＩを除去することができ、ＤｗＴＰＳおよびＧＰが存在すれば、更にＤｗＴＰＳおよびＧＰを除去して真に有効なＰｒｅａｍｂｌｅＳｅｑｕｅｎｃｅサンプリング点を残す必要がある。異なるプロトコルの異なるプリアンブルｆｏｒｍａｔのシーンで、有効なＰｒｅａｍｂｌｅＳｅｑｕｅｎｃｅのデータ長は異なる。本実施例において、パラメータ解析モジュールは、現在処理データのプロトコルタイプ（各処理待ちのシンボルデータに対応するプロトコルタイプ）、対応する帯域幅、およびｐｒｅａｍｂｌｅｆｏｒｍａｔを知る必要があり、パラメータ解析モジュールは、各ＯＦＤＭシンボルまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボルのＣＰ除去タイプ、スペクトルシフトの設計パラメータ、フィルタ抽出パラメータ、およびデータ出力長を解析する。

本実施例において、スペクトルシフトは、パラメータ解析モジュールにより解析されたＰＲＡＣＨスペクトルパラメータに従い、ＰＲＡＣＨが占有する周波数帯域をデジタルミキサ部によりベースバンドの中心位置にシフトすることができる。スペクトルシフト処理ユニットは、ＯＦＤＭまたはＳＣ－ＦＤＭＡシンボル時間に従ってＰＲＡＣＨデータを時分割処理し、複数種のプロトコル、マルチアンテナの切り替えを完了するために、デジタルミキサ部の現場を記憶して回復する必要がある。例えば、アンテナｎのシンボルｍのスペクトルシフトを行う際に、まず、デジタルミキサ部による前記アンテナｎのシンボルｍ－１に対する処理情報を回復し、その後、アンテナｎのシンボルｍを処理する必要がある。

本実施例において、抽出モジュールは、サンプリングレート、周波数帯域に含まれる周波数数、およびプリアンブルＦｏｒｍａｔのタイプに従って抽出倍数を確定し、ダウンサンプリング処理を行う必要がある。一実施例において、フィルタはハーフバンドフィルタで実現され、４Ｇと５Ｇとの２種類のプロトコル、２０種程度のサンプリングレートをサポートする。周波数帯域に含まれる周波数数に応じ、複数種のフィルタリング帯域幅をサポートし、それぞれ１．０８ＭＨｚ、２．１６ＭＨｚ、３．２４ＭＨｚ、４．３２ＭＨｚ、５．４０ＭＨｚ、６．４８ＭＨｚである。抽出モジュールがシンボル時間でＰＲＡＣＨデータを時分割処理するため、フィルタリング現場の保護およびフィルタリング現場の回復という操作が必要となる。４ＧＬＴＥに対し、１段の抽出濾波のみが必要となり、表１は、４ＧＬＴＥの抽出濾波の設計の一部の説明である。５ＧＮＲは、帯域幅が大きくてプロトコルが進化中にあるため、抽出濾波を設計する時、２段のフィルタ抽出の設計を用いることができ、２段の複数種の抽出率の設置に応じ、複数種の複雑な抽出率の要求をサポートすることができ、５Ｇのプロトコル進化に適応し、高い柔軟性を有する。表２は、５Ｇプロトコルの抽出濾波の設計の一部の説明である。それと同時に、５ＧＮＲは、２段の抽出濾波が４ＧＬＴＥの抽出濾波に対するカバーを完了できるように構成される。

共有キャッシュに１本のアンテナの完全なＰＲＡＣＨｐｒｅａｍｂｌｅデータが記憶されると、ソフトウェア処理モジュールは、前記ｐｒｅａｍｂｌｅデータに対してＦＦＴ／ＩＦＦＴ、親符号相関、ピーク検出等の処理を行う。ソフトウェア処理モジュールは、まず、ハードウェア加速モジュールの出力データを読み込み、ＦＦＴ演算を完了する。ＦＦＴ演算により生成された周波数領域信号は、スペクトル分布に応じて各周波数のシーケンスを直接抽出することができ、シーケンス長はｎ個の点である（異なるプロトコルは異なる定義を有する）。ここで、ＦＦＴおよびＩＦＦＴは、同じＦＦＴ計算モジュールを用いて２５６点、３２０点、３８４点、５１２点、６４０点、７６８点、１０２４点、１２８０点、１５３６点、１９２０点、２０４８点、２３０４点、３０７２点、３５８４点、４０９６点、５１２０点、６１４４点、７１６８点、８１９２点のＦＦＴ／ＩＦＦＴ処理を完了することができる。

親符号相関処理の過程は、本セルがソフトウェア構成のセル無線構成パラメータに基づいて１つのローカルの親符号シーケンスを生成し、この親符号シーケンスと、ＦＦＴにより出力された結果から抽出された各周波数のシーケンスとを乗算し、得られた結果がＩＦＦＴ逆変換等の後続処理を経て、後続のＰＲＡＣＨのピーク検出に用いられる１組の新たなシーケンスを得ることである。

ピーク検出処理とは、基地局が、現在の相関処理を経た後のｐｒｅａｍｂｌｅデータから、最大の時間領域相関値（時間領域相関ピーク）に対応するチェック点を見つけ、時間領域相関ピークが設定されたピーク検出閾値およびノイズパワーよりも大きい場合、ｐｒｅａｍｂｌｅ信号が検出されたと考えられ、ピーク位置の詳細情報を得ることを指す。

Claims

少なくとも１つのアンテナを含む１組のアンテナの各々から受信したデータを、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルまたはシングルキャリア周波数分割多重アクセス（ＳＣ－ＦＤＭＡ）シンボルを含むシンボルごとに前記アンテナに対応する第１記憶領域に順に記憶することと、
前記受信したデータを、シンボルごとに前記第１記憶領域から順に読み出し、読み出したシンボルデータに対応する、通信プロトコルタイプと、物理ランダムアクセスチャネルのプリアンブルフォーマットタイプと、サンプリングレートと、抽出倍数とを含む無線構成パラメータを確定することと、
前記無線構成パラメータに基づき、前記読み出したシンボルデータに対して前処理を行い、前処理が行われたシンボルデータを前記アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュすることと、を含み、
前記前処理は、少なくともサイクリックプレフィックス除去処理、スペクトルシフト処理、および抽出濾波処理を含み、
前処理が行われ前記第２記憶領域にキャッシュされた前記シンボルデータが、前記アンテナの完全なプリアンブルデータを既に構成しているとき、前記無線構成パラメータに基づき、前記完全なプリアンブルデータに対してプリアンブル検出処理を行うことを更に含み、
前記プリアンブル検出処理は、少なくとも高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理、親符号相関処理、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理、およびピーク検出処理を含む、
ランダムアクセス検出方法。
前記アンテナに対応する無線構成パラメータを予め設置することと、
前記無線構成パラメータに基づき、前記アンテナに対応する第１記憶領域および第２記憶領域を確立することと、を更に含む、
請求項１に記載の方法。
前記通信プロトコルタイプは、第４世代通信システムプロトコルまたは第５世代移動通信システムプロトコルを含む、
請求項１に記載の方法。
少なくとも１つのアンテナを含む１組のアンテナの各々から受信したデータを、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルまたはシングルキャリア周波数分割多重アクセス（ＳＣ－ＦＤＭＡ）シンボルを含むシンボルごとに前記アンテナに対応する第１記憶領域に順に記憶するように構成されるアンテナデータ記憶モジュールと、
前記受信したデータを、シンボルごとに第１記憶領域から順に読み出し、読み出したシンボルデータに対応する、通信プロトコルタイプと、物理ランダムアクセスチャネルのプリアンブルフォーマットタイプと、サンプリングレートと、抽出倍数とを含む無線構成パラメータを確定するように構成されるシンボルデータ読み取りモジュールと、
前記無線構成パラメータに基づき、前記読み出したシンボルデータに対して前処理を行い、前処理が行われたシンボルデータを前記アンテナに対応する第２記憶領域にキャッシュするように構成される第１処理モジュールであって、前記前処理は、少なくともサイクリックプレフィックス除去処理、スペクトルシフト処理、および抽出濾波処理を含む、第１処理モジュールと、
前処理され前記第２記憶領域にキャッシュされた前記シンボルデータが、前記アンテナの完全なプリアンブルデータを既に構成しているとき、前記無線構成パラメータに基づき、前記完全なプリアンブルデータに対してプリアンブル検出処理を行うように構成される第２処理モジュールと、を備え、
前記プリアンブル検出処理は、少なくとも高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理、親符号相関処理、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理、およびピーク検出処理を含む、
ランダムアクセス検出装置。
メモリ、プロセッサ、および前記メモリに記憶されて前記プロセッサによって実行され得るランダムアクセス検出プログラムを含み、前記ランダムアクセス検出プログラムが前記プロセッサにより実行されると、請求項１～３のいずれか１項に記載のランダムアクセス検出方法が実現される、ランダムアクセス検出装置。