CN101155163B - 一种随机接入方法、系统、发射端设备以及接收端设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种随机接入方法，预先设置随机接入标识(ID)与备选码字的对应关系，该方法包括：A.发射端选择随机接入ID，根据所述对应关系确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，并通过随机接入信道RACH发送给接收端；B.接收端对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所述备选码字和对应关系确定该发射端的随机接入ID。本发明还提供了一种用于随机接入的系统以及发射端设备和接收端设备。本发明能够有效地降低随机接入过程中处理复杂程度。

Description

一种随机接入方法、系统、发射端设备以及接收端设备

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM)技术，尤其涉及OFDM系统中随机接入方法及系统。

背景技术

OFDM技术是一种多载波传输技术，该技术将信道分成若干个正交子信道，将高速数据流转换成并行的低速子数据流，并调制到每个子信道上进行传输。由于该项技术具有能够减少子信道之间的相互干扰(ICI)、有效地抵抗频率选择性衰落并且消除符号间干扰等特点，而被广泛地应用于众多的通信系统之中。通常，将使用OFDM技术的通信系统简称为OFDM系统。

在OFDM系统中，每个用户设备(UE)均可以根据用户的意愿，通过随机接入信道(RACH)向网络侧发起接入。为了能够保证基站准确接收UE发送的上行信号，在目前的随机接入过程中，预先建立包括多个用于信道估计的训练序列在内的序列集，并将每个训练序列经过离散傅立叶变换扩频的正交频率复用调制(DFT-S-OFDM)处理之后的结果作为比较值，保存于作为接收端的基站中。当处于非无线资源控制(RRC)连接状态的UE要向网络侧发送数据时，作为发射端的UE启动随机接入过程，即UE从训练序列集中选择一个训练序列，对所选择的训练序列进行离散傅立叶变换(DFT)、串/并变换、加入循环前缀(CP)、变频以及数/模转换等操作，将变换结果作为接入信号发送给基站；基站接收到来自于UE的接入信号后，经过模/数转换和变频处理后，在时域中对此时的接入信号与自身保存的每个训练序列经过DFT-S-OFDM调制处理的结果进行相关处理，根据得到的相关值和预先设置的检测门限，确定UE使用的训练序列以及上行接入定时调整量，从而完成UE的随机接入。

上述随机接入方法中，基站在确定UE所使用的随机接入训练序列时，在时域内将自身保存的每个比较值都与接收到的接入信号进行滑动相关运算，随机接入过程中的处理复杂度较大；并且，基站除了保存训练序列集之外，还必须将每个比较值都保存于自身之中，占用基站的内存空间；另外，当训练序列集发生变化时，基站需重新通过计算来获得变化的训练序列对应的比较值，维护过程复杂。

发明内容

本发明提供一种随机接入方法，能够降低随机接入的处理复杂度。

在依据本发明思想的随机接入方法中，预先设置随机接入标识(ID)与备选码字的对应关系，并且按照如下步骤进行随机接入：A.发射端选择随机接入ID，根据所述对应关系确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，对所述训练序列进行离散傅立叶变换(DFT)处理，对所述DFT处理结果进行串/并变换和快速傅立叶逆变换(IFFT)处理，并通过RACH发送给接收端；

B.接收端对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所述所述备选码字和对应关系确定该发射端的随机接入ID；

其中，所述对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字包括：

B1.将预先设置的长度等于所述两份备选码字的长度的滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关处理，判断相关处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果是，则继续执行步骤B2，否则，执行步骤B3；

B2.将滑动窗口中的信号作为该发射端的备选码字对应的信号，根据该信号的接收时间确定用户设备(UE)在本次随机接入中的定时调整量以及控制信息，基站对所述备选码字对应的信号进行快速傅立叶变换和并/串变换，获得序列对应的频域信号，将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，将相关值最大的备选码字作为发射端的备选码字，并继续执行步骤B中所述确定随机接入ID的操作；

B3.判断是否存在未被等分滑动处理的信号，如果是，则将滑动窗口滑动一位，并返回步骤B1，否则，结束本随机接入流程。

其中，步骤A所述确定备选码字与利用两份相同的备选码字合成训练序列之间，进一步包括：对备选码字进行扩展。

其中，所述对备选码字进行扩展为：在所述备选码字的尾部添加0。

其中，步骤B所述确定该发射端的随机接入ID为：

根据所述随机接入ID与备选码字的对应关系，确定所述发射端的备选码字对应的随机接入ID，将该随机接入ID作为所述发射端的随机接入ID。

可选地，所述进行IFFT变换之后，进一步包括：在IFFT处理结果中添加循环前缀，并进行上变频处理和数/模转换；

步骤B所述进行等分滑动相关处理之前，进一步包括：接收端对接收到的信号进行模/数转换和下变频处理。

本发明还提供一种用于随机接入的系统，能够降低随机接入的处理复杂度。

在本发明用于随机接入的系统中，包括发射端和接收端，其中，

所述发射端用于保存随机接入ID与备选码字的对应关系，选择随机接入ID，确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，对所述训练序列进行离散傅立叶变换处理，对所述DFT处理结果进行串/并变换和快速傅立叶逆变换处理，并通过RACH发送给出去；

所述接收端用于保存随机接入ID与备选码字的对应关系，接收来自于发送端的包含该训练序列的信号，对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所述备选码字和所保存的对应关系确定该发射端的随机接入ID，其中，所述对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字包括：将预先设置的长度等于所述两份备选码字的长度的滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关处理，判断相关处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果相关处理结果大于等于所述检测门限，则将滑动窗口中的信号作为该发射端的备选码字对应的信号，根据该信号的接收时间确定用户设备在本次随机接入中的定时调整量以及控制信息，基站对所述备选码字对应的信号进行快速傅立叶变换和并/串变换，获得序列对应的频域信号，将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，将相关值最大的备选码字作为发射端的备选码字；如果相关处理结果小于所述检测门限，则判断是否存在未被等分滑动处理的信号，如果是，则将滑动窗口滑动一位，继续进行所述等分滑动相关处理，否则，结束本次随机接入的操作.

其中，所述发射端为用户设备，所述接收端为基站；或者，所述发射端为基站，所述接收端为用户设备。

本发明还提供一种用于随机接入的发射端设备，能够降低随机接入的处理复杂度。该发射端设备包括：存储模块、训练序列合成模块和通信模块，其中，

所述存储模块用于保存预先设置的随机接入ID与备选码字的对应关系；

所述训练序列合成模块用于选择发射端的随机接入ID，根据所选择的随机接入ID检索存储模块中随机ID与备选码字的对应关系，确定该随机ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，并将所合成的训练序列发送给该发射端的通信模块；

所述通信模块用于接收来自于训练序列合成模块的训练序列，并通过RACH信道将接收到的训练序列发送给接收端。

其中，所述训练序列合成模块包括：训练序列处理子模块和离散傅立叶变换DFT子模块，其中，

所述训练序列处理子模块用于选择发射端的随机接入ID，根据所选择的随机接入ID对存储模块中的随机接入ID与备选码字的对应关系进行检索，确定该随机接入ID对应的备选码字，对该备选码字进行扩展，利用两份相同的扩展后的备选码字合成该接收端的训练序列，并将所合成的训练序列发送给DFT子模块；

所述DFT子模块对接收到的训练序列进行DFT变换处理，并将DFT变换处理结果发送出去。

较佳地，所述训练序列合成模块进一步包括：串/并子模块和快速傅立叶逆变换IFFT子模块，其中，

所述串/并子模块用于接收来自于所述DFT子模块的DFT变换处理结果，将该DFT变换处理结果转换为并行信号，并将转换后的DFT变换处理结果发送给IFFT子模块；

所述IFFT子模块用于接收来自于串/并子模块的转换结果，执行IFFT变换处理，获得训练序列对应的时域信号，并将该时域信号发送出去。

较佳地，所述训练序列合成模块进一步包括：循环前缀添加子模块、上变频子模块和数/模转换子模块，其中，

所述循环前缀添加子模块用于接收来自于所述IFFT子模块的时域信号，为接收到的时域信号添加循环前缀，并将添加循环前缀后的时域信号发送给上变频子模块；

所述上变频子模块用于接收来自于循环前缀添加子模块的时域信号，对该信号进行上变频处理，获得射频信号，并将该射频信号发送给数/模转换子模块；

所述数/模转换子模块用于接收来于上变频子模块的信号，对接收到的信号进行数/模转换，并将所得到的模拟信号发送出去。

相应于上述发射端设备，本发明又提供一种用于随机接入的接收端设备，能够降低随机接入的处理复杂度。该接收端设备包括：存储模块、通信模块和训练序列解析模块，其中，

所述存储模块用于保存预先设置的随机接入标识ID与备选码字的对应关系以及预先设置的检测门限；

所述通信模块用于接收来自于发射端的包含训练序列的信号，将接收到的信号发送给训练序列解析模块；

所述训练序列解析模块从该接收端的存储模块中获取随机接入ID与备选码字的对应关系以及检测门限，根据检测门限对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据处理结果确定发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据该备选码字和获取到的对应关系确定发射端的随机接入ID，其中，所述根据检测门限对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据处理结果确定发射端对应的信道估计信息和备选码字包括：将预先设置的长度等于所述两份备选码字的长度的滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关处理，判断相关处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果相关处理结果大于等于所述检测门限，则将滑动窗口中的信号作为该发射端的备选码字对应的信号，根据该信号的接收时间确定用户设备在本次随机接入中的定时调整量以及控制信息，基站对所述备选码字对应的信号进行快速傅立叶变换和并/串变换，获得序列对应的频域信号，将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，将相关值最大的备选码字作为发射端的备选码字；如果相关处理结果小于所述检测门限，则判断是否存在未被等分滑动处理的信号，如果是，则将滑动窗口滑动一位，继续进行所述等分滑动相关处理，否则，结束本次随机接入的操作。

所述训练序列解析模块包括：等分滑动相关处理子模块、随机ID确定子模块、并/串子模块和快速傅立叶变换FFT子模块，，其中，

所述等分滑动相关处理子模块用于从接收端的存储模块中获取检测门限，接收外部发送给训练序列解析模块的信号，对接收到的信号进行等分滑动相关处理，并根据等分滑动相关处理结果和检测门限，确定发射端发送的训练序列对应的时域信号以及该发射端对应的RACH信道估计信息，并将该时域信号发送出去；

所述随机ID确定子模块用于从接收端的存储模块中读取预先设置的随机ID与备选码字的对应关系，接收来自于等分滑动相关处理子模块的信号，对接收到的信号与读取到的所有备选码字进行相关处理，根据相关处理结果确定发射端的备选码字，并根据读取到的对应关系确定发射端的随机ID。

所述FFT子模块用于接收来自于等分滑动相关处理子模块的时域信号，对接收到的时域信号进行FFT变换，将FFT变换结果发送给并/串子模块；

所述并/串子模块用于接收来自于FFT子模块的变换结果，将接收到的变换结果转换为串行形式，并将该串行形式的变换结果发送给所述随机ID确定子模块。

较佳地，所述训练序列解析模块进一步包括：模/数转换子模块和下变频子模块，其中，

所述模/数转换子模块用于接收来自于接收端的通信模块的信号，将接收到的信号转换为数字信号，并将该数字信号发送给下变频子模块；

所述下变频子模块用于接收来自于模/数转换子模块的数字信号，对接收到的数字信号执行下变频操作，并将经过下变频操作的信号发送给等分滑动处理子模块。

本发明中，用于信道估计的训练序列中包括两份完全相同的备选码字，则在接收端将接收端的信号拆分成两个部分后，在时域中对这两个部分进行滑动相关处理，从而确定发射端的备选码字，然后再在频域中通过对所确定的备选码字与预先设置的备选码字进行相关处理，来获得发射端的随机接入ID，从而实现发射端的随机接入.在上述的过程中，只有在时域中的等分滑动相关处理结果大于检测门限时，才执行频域中的相关处理，这样再通过一次频域中的相关处理就能够完成随机接入，大大降低了本发明中随机接入的处理复杂度.

另外，本发明的接收端可以仅保存随机接入ID与备选码字的对应关系即可，而无需保存训练序列经过DFT-S-OFDM调制处理的结果，能够有效地节省内存空间。并且当备选码字发生变化时，只需将发射端和接收端中的记录同步更新即可，而无需进行其他计算，维护过程简单方便。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为依据本发明思想的随机接入方法的示例性流程图；

图2为本发明实施例中随机接入方法的流程图；

图3为本发明实施例中随机接入训练序列对应的基带信号的合成过程示意图；

图4为本发明实施例中用于随机接入的系统的示例性结构示意图；

图5为本发明实施例中发射端的训练序列合成模块的示例性结构示意图；

图6为本发明实施例中接收端的训练序列解析模块的示例性结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

在本发明的随机接入方法中，训练序列包括两个完全相同的长模块(LB)，每个LB中均包含有备选码字。接收端在处理随机接入时，通过将接收到的信号拆分成两部分并对这两部分进行相关操作来确定发射端的训练序列，操作简单，并且接收端只需保存备选码字的信息即可，而不必保存其他的比较值，占用空间较少。

图1示出了依据本发明思想的随机接入方法的示例性流程图，其中预先设置备选码字与随机接入标识(ID)的对应关系，以便合成本发明中的训练序列。参见图1，在步骤101中，发射端选择随机接入ID，根据预先设置的对应关系确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，并通过RACH发送给接收端；在步骤102中，接收端对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所确定的备选码字和预先设置的对应关系确定该发射端的随机接入ID。

在本发明中，预先设置的各个备选码字及对应的随机接入ID可以组成为备选码字集，并且发射端和接收端中均保存有该备选码字集。下面以UE作为发射端、基站作为接收端为例，对本发明的技术方案进行详细说明。

图2为本发明实施例中随机接入方法的流程图。参见图2，该方法包括：

在步骤201～202中，UE确定随机接入ID，并从备选码字集中选择该ID对应的备选码字，通过在所选择的备选码字尾部增加0，来扩展该备选码字；而后将两份相同的扩展后的备选码字合成为该UE对应的训练序列。

本实施例中可以以小区位单位来预设备选码字集。并且，这里备选码字可以采用占73位的Zadoff-chu多项序列。该多项序列的表达式为：

n＝0，1，...，N-1

其中N等于73，p为该多项序列的序号，并且p与N互质。

当处于诸如静默态等RRC非连接态的UE需要通过随机信道接入到基站中时，该UE根据自身的接入原因以及所处的状态等因素，确定随机接入ID，并从该UE所在小区对应的备选码字集中选择随机接入ID对应的备选码字。然后，根据上行系统参数，每个LB占用75个载波，因此在长为73的备选码字的尾部增加两个0，从而扩展至75位，此时扩展后的备选码字可以被看作为一个LB，并且当选择进行128点的采样时，该LB中带有128个样值信号。在完成备选码字的扩展之后，用两份完全相同的LB组成该UE在本次随机接入中所使用的训练序列。

在步骤203～204中，对训练序列进行DFT变换，转换为频域信号；然后对该频域信号进行串/并变换和快速傅立叶逆变换(IFFT)，并在变换结果中接入循环前缀，合成训练序列对应的基带信号。

这里，首先通过执行DFT变换，将频域中的训练序列转换为频域信号；而后，在频域中将原本以串行方式存在的信号，转换为多个并行的低速信号，以方便传输；然后，通过IFFT变换，将串/并变换后的频域离散的信号转换为时域离散的信号。另外，为了使得待传输的训练序列信号呈现周期性以便接收端进行解码，并消除OFDM系统中信号传输的码间干扰，此处在经过变换的时域离散的信号中加入循环前缀，从而获得了训练序列对应的基带信号。

图3示出了本实施例中基带信号的合成过程示意图。参见图3，长为73位的Zadoff-chu多项序列经过扩展、复制、变换以及添加循环前缀后，转化为基带信号。可见，本实施例中的基带信号包括训练序列对应的时域信号和循环前缀两部分。

在步骤205中，UE对基带信号进行上变频和数/模转换，获得训练序列的射频信号，并通过RACH信道发送给基站。

本步骤中在对基带信号进行上变频时，可以先将该信号调制到数字中频，然后再调制到射频。在上变频后，本步骤还要将数字信号形式的训练序列转换为模拟信号，从而能够通过上行接入时隙来将训练序列发射至基站。

上述步骤201至步骤205中的操作均在作为发射端的UE中执行。

在步骤206中，基站对接收到的射频信号进行模/数转换和下变频转换，获得基带信号。

对于作为接收端的基站而言，在接收到来自于UE的射频信号后，首先将该射频信号由模拟信号形式转换为数字信号形式，然后，再将该数字射频信号转换为基带信号。这里在执行下变频时，可以先将射频信号转换为数字中频信号，再转换为基带信号。

在步骤207～208中，对获得的基带信号进行等分滑动相关处理，并判断处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果是，则执行步骤210；否则，执行步骤209。

本实施例中，基站所获得的基带信号均位于检测窗口中，并且通常情况下该检测窗口的长度大于UE发送的基带信号的长度。这里的等分滑动相关处理是指将滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关滑动相关运算。这里，基站预先将滑动窗口的长度确定为等于两个LB的长度。由于本实施例中UE发送的训练序列中包含两个完全相同的LB，那么只有当滑动窗口移动到刚好将这两个LB容纳进来时，才能够使得滑动窗口中前后两部分的相关值达到预先设置的检测门限。

在步骤209中，判断是否存在未被等分滑动处理的基带信号，如果是，则返回执行步骤207；否则，结束本流程。

当上述步骤207中等分滑动相关处理的结果未超过检测门限时，表明未找到UE所发送的训练序列，如果此时滑动窗口的尾部未移动到检测窗口的尾部，则需要继续进行等分滑动相关处理，即继续移动滑动窗口。

在步骤210中，根据等分滑动相关处理结果确定UE发送的训练序列对应的基带信号，并确定该UE对应的RACH信道估计信息。

当等分滑动相关处理的结果达到检测门限时，滑动窗口中包含的信号即为UE所发送的包含所选择的备选信号在内的基带信号，那么此时可以利用基站实际接收该基带信号的时间和基站中的预定接收时间来确定该UE在本次接入中的上行定时调整量；并且，在确定基带信号后，还可以根据该基带信号确定UE本次随机接入中诸如功率调整信息等控制信息，以便在完成接入后将包括定时调整量和控制信息在内的RACH信道估计信息发送给UE。

在步骤211～212中，基站对所确定的UE发送的基带信号进行FFT变换和并/串变换，获得训练序列对应的频域信号，并将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，确定该UE的随机接入ID。

由于基站在上述步骤210中获得的基带信号为时域信号，因此这里通过FFT变换来转换为频域信号，并通过并/串变换重新将多个并行的低速信号合成为串行信号，进而获得UE的训练序列对应的频域信号。

然后，基站将所获得的频域信号与备选码字集中的备选码字进行相关处理，将相关处理结果值最大的备选码字确定为UE所采用的备选码字，从而根据备选码字与随机接入ID之间的对应关系，确定UE所使用的随机接入ID。

至此，完成本实施例中的随机接入流程。

为了保证上述随机接入过程的顺利进行，本实施例中还提供了一种用于随机接入的系统。图4示出了本实施例中用于随机接入的系统的示例性结构示意图。参见图4，该系统包括：发射端和接收端。其中，发射端用于保存随机接入ID与备选码字的对应关系，选择随机接入ID，确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，并将该训练序列发送给出去；接收端用于保存随机接入ID与备选码字的对应关系，接收来自于发送端的包含该训练序列的信号，对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所述备选码字和所保存的对应关系确定该发射端的随机接入ID。

在本实施例中，发射端包括：存储模块、训练序列合成模块和通信模块。其中，存储模块中保存有预先设置的随机接入ID与备选码字的对应关系；训练序列合成模块选择发射端的随机接入ID，根据所选择的随机接入ID检索存储模块中随机ID与备选码字的对应关系，确定该随机ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，并将所合成的训练序列发送给该发射端的通信模块；通信模块用于接收来自于训练序列合成模块的训练序列，并通过RACH信道将接收到的训练序列发送给接收端。

本实施例中的接收端包括：存储模块、通信模块和训练序列解析模块。其中，接收端中的存储模块保存有预先设置的随机接入ID与备选码字的对应关系以及预先设置的检测门限；通信模块用于接收来自于发射端的包含训练序列的信号，将接收到的信号发送给训练序列解析模块；训练序列解析模块从该接收端的存储模块中获取随机接入ID与备选码字的对应关系以及检测门限，根据检测门限对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据处理结果确定发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据该备选码字和获取到的对应关系确定发射端的随机接入ID。

图5示出了本实施例发射端中训练序列合成模块的结构示意图。如图5所示，该训练序列合成模块包括：训练序列处理子模块和DFT子模块。本实施例中的训练序列处理子模块选择发射端的随机接入ID，根据所选择的随机接入ID对存储模块中的随机接入ID与备选码字的对应关系进行检索，确定该随机接入ID对应的备选码字，对该备选码字进行扩展，利用两份相同的扩展后的备选码字合成该接收端的训练序列，并将所合成的训练序列发送给DFT子模块；DFT子模块对接收到的训练序列进行DFT变换处理，并将DFT变换处理结果发送出去。

本实施例中的训练序列合成模块还可以包括串/并子模块和IFFT子模块，这里的串/并子模块接收来自于DFT子模块的DFT变换处理结果，将该DFT变换处理结果转换为并行信号，并将转换后的DFT变换处理结果发送给IFFT子模块；IFFT子模块接收来自于串/并子模块的转换结果，执行IFFT变换处理，获得训练序列对应的时域信号，并将该时域信号发送出去。

此外，考虑到接收端解码的方便性和消除码间干扰，本实施例中的训练序列合成模块还可以包括循环前缀添加子模块，用于接收来自于IFFT子模块的时域信号，为接收到的时域信号添加循环前缀，并将添加循环前缀后的时域信号发送出去。并且，由于在OFDM系统中传输的信号为射频信号，则训练序列合成模块还包括上变频子模块，该子模块接收来自于循环前缀添加子模块的时域信号，对该信号进行上变频处理，获得射频信号，并将该射频信号发送出去。此外，该训练序列处理子模块还包括数/模转换子模块，用于接收来于上变频子模块的信号，对接收到的信号进行数/模转换，并将所得到的模拟信号发送出去。

以上为本实施例发射端中训练序列合成模块的具体结构.接收端中的训练序列解析模块的操作可以被看作是发射端中训练序列合成模块的逆操作.图6示出了本实施例接收端中训练序列解析模块的结构示意图.参见图6，该训练序列解析模块包括：等分滑动相关处理子模块以及随机ID确定子模块.其中，等分滑动相关处理子模块用于从接收端的存储模块中获取检测门限，接收外部发送给训练序列解析模块的信号，对接收到的信号进行等分滑动相关处理，并根据等分滑动相关处理结果和检测门限，确定发射端发送的训练序列对应的时域信号以及该发射端对应的RACH信道估计信息，并将该时域信号发送出去；随机ID确定子模块用于从接收端的存储模块中读取预先设置的随机ID与备选码字的对应关系，接收来自于等分滑动相关处理子模块的信号，对接收到的信号与读取到的所有备选码字进行相关处理，根据相关处理结果确定发射端的备选码字，并根据读取到的对应关系确定发射端的随机ID.

对应于发射端的训练序列合成模块，本实施例中的训练序列解析模块还包括FFT子模块和并/串子模块，这里的FFT子模块接收来自于等分滑动相关处理子模块的时域信号，对接收到的时域信号进行FFT变换，将FFT变换结果发送出去；并/串子模块接收来自于FFT子模块的变换结果，将接收到的变换结果转换为串行形式，并将该串行形式的变换结果发送给随机ID确定子模块。

另外，本实施例中的训练序列解析模块还可以包括模/数转换子模块和下变频子模块。其中的模/数转换子模块用于接收来自于接收端的通信模块的信号，将接收到的信号转换为数字信号，并将该数字信号发送出去；下变频子模块用于接收来自于模/数转换子模块的数字信号，对接收到的数字信号执行下变频操作，并将经过下变频操作的信号发送给等分滑动处理子模块。

以上为实施例中用于随机接入的系统的具体结构。并且这里的发射端和接收端可以是UE和基站；当然，发射端和接收端也可以分别是基站和UE。

由上述的随机接入方法和系统可见，本实施例中用于信道估计的训练序列中包括两份完全相同的备选码字，则在接收端将接收端的信号拆分成两个部分后，在时域中对这两个部分进行滑动相关处理，从而确定发射端的备选码字，然后再在频域中通过对所确定的备选码字与预先设置的备选码字进行相关处理，来获得发射端的随机接入ID，从而实现发射端的随机接入。在上述的过程中，只有在时域中的等分滑动相关处理结果大于检测门限时，才执行频域中的相关处理，这样再通过一次频域中的相关处理就能够完成随机接入。在OFDM系统中，假设采样点数为M，RACH中的信号数量为K，滑动窗口的长度为D，则本实施例中通过时频联合的方式进行随机接入的计算复杂度为：2DN+Nlog₂N+2KN；而对于现有的随机接入方法，其计算复杂度为：2DKN。以M＝128、k＝8、D＝72为例，本实施例中的计算复杂度为21376，而现有的随机接入方法的计算复杂度为147456。可见，本实施例的计算复杂度大大降低。

另外，本实施例的接收端仅保存随机接入ID与备选码字的对应关系即可，而无需保存训练序列经过DFT-S-OFDM调制处理的结果，能够有效地节省内存空间。并且当备选码字发生变化时，只需将发射端和接收端中的记录同步更新即可，而无需进行其他计算，维护过程简单方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种随机接入方法，其特征在于，预先设置随机接入标识(ID)与备选码字的对应关系，该方法包括：

A.发射端选择随机接入ID，根据所述对应关系确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，对所述训练序列进行离散傅立叶变换(DFT)处理，对所述DFT处理结果进行串/并变换和快速傅立叶逆变换(IFFT)处理，并通过随机接入信道(RACH)发送给接收端；

B.接收端对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所述备选码字和对应关系确定该发射端的随机接入ID；

其中，所述对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字包括：

B1.将预先设置的长度等于所述两份备选码字的长度的滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关处理，判断相关处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果是，则继续执行步骤B2，否则，执行步骤B3；

B2.将滑动窗口中的信号作为该发射端的备选码字对应的信号，根据该信号的接收时间确定用户设备(UE)在本次随机接入中的定时调整量以及控制信息，基站对所述备选码字对应的信号进行快速傅立叶变换和并/串变换，获得序列对应的频域信号，将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，将相关值最大的备选码字作为发射端的备选码字，并继续执行步骤B中所述确定随机接入ID的操作；

B3.判断是否存在未被等分滑动处理的信号，如果是，则将滑动窗口滑动一位，并返回步骤B1，否则，结束本随机接入流程。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述确定备选码字与利用两份相同的备选码字合成训练序列之间，进一步包括：对备选码字进行扩展。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对备选码字进行扩展为：在所述备选码字的尾部添加0。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述确定该发射端的随机接入ID为：

根据所述随机接入ID与备选码字的对应关系，确定所述发射端的备选码字对应的随机接入ID，将该随机接入ID作为所述发射端的随机接入ID。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行IFFT变换之后，进一步包括：在IFFT处理结果中添加循环前缀，并进行上变频处理和数/模转换；

步骤B所述进行等分滑动相关处理之前，进一步包括：接收端对接收到的信号进行模/数转换和下变频处理。

6.一种用于随机接入的系统，其特征在于，该系统包括：发射端和接收端，其中，

所述发射端用于保存随机接入标识ID与备选码字的对应关系，选择随机接入ID，根据所述对应关系确定该随机接入ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，对所述训练序列进行离散傅立叶变换(DFT)处理，对所述DFT处理结果进行串/并变换和快速傅立叶逆变换(IFFT)处理，并通过随机接入信道RACH发送出去；

所述接收端用于保存随机接入ID与备选码字的对应关系，接收来自于发送端的包含该训练序列的信号，对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据所述备选码字和所保存的对应关系确定该发射端的随机接入ID，其中，所述对接收到的包含该训练序列的信号进行等分滑动相关处理，根据等分滑动相关处理结果确定该发射端对应的信道估计信息和备选码字包括：将预先设置的长度等于所述两份备选码字的长度的滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关处理，判断相关处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果相关处理结果大于等于所述检测门限，则将滑动窗口中的信号作为该发射端的备选码字对应的信号，根据该信号的接收时间确定用户设备在本次随机接入中的定时调整量以及控制信息，基站对所述备选码字对应的信号进行快速傅立叶变换和并/串变换，获得序列对应的频域信号，将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，将相关值最大的备选码字作为发射端的备选码字；如果相关处理结果小于所述检测门限，则判断是否存在未被等分滑动处理的信号，如果是，则将滑动窗口滑动一位，继续进行所述等分滑动相关处理，否则，结束本次随机接入的操作.

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述发射端为用户设备，所述接收端为基站；或者，所述发射端为基站，所述接收端为用户设备。

8.一种用于随机接入的发射端设备，其特征在于，所述发射端设备包括：存储模块、训练序列合成模块和通信模块，其中，

所述存储模块用于保存预先设置的随机接入ID与备选码字的对应关系；

所述训练序列合成模块用于选择发射端的随机接入ID，根据所选择的随机接入ID检索存储模块中随机ID与备选码字的对应关系，确定该随机ID对应的备选码字，利用两份相同的备选码字合成训练序列，并将所合成的训练序列发送给该发射端的通信模块；

所述通信模块用于接收来自于训练序列合成模块的训练序列，并通过RACH信道将接收到的训练序列发送给接收端。

9.如权利要求8所述的发射端设备，其特征在于，所述训练序列合成模块包括：训练序列处理子模块和离散傅立叶变换(DFT)子模块，其中，

所述训练序列处理子模块用于选择发射端的随机接入ID，根据所选择的随机接入ID对存储模块中的随机接入ID与备选码字的对应关系进行检索，确定该随机接入ID对应的备选码字，对该备选码字进行扩展，利用两份相同的扩展后的备选码字合成该接收端的训练序列，并将所合成的训练序列发送给DFT子模块；

所述DFT子模块对接收到的训练序列进行DFT变换处理，并将DFT变换处理结果发送出去。

10.如权利要求9所述的发射端设备，其特征在于，所述训练序列合成模块进一步包括：串/并子模块和快速傅立叶逆变换(IFFT)子模块，其中，

所述串/并子模块用于接收来自于所述DFT子模块的DFT变换处理结果，将该DFT变换处理结果转换为并行信号，并将转换后的DFT变换处理结果发送给IFFT子模块；

所述IFFT子模块用于接收来自于串/并子模块的转换结果，执行IFFT变换处理，获得训练序列对应的时域信号，并将该时域信号发送出去。

11.如权利要求10所述的发射端设备，其特征在于，所述训练序列合成模块进一步包括：循环前缀添加子模块、上变频子模块和数/模转换子模块，其中，

所述循环前缀添加子模块用于接收来自于所述IFFT子模块的时域信号，为接收到的时域信号添加循环前缀，并将添加循环前缀后的时域信号发送给上变频子模块；

所述上变频子模块用于接收来自于循环前缀添加子模块的时域信号，对该信号进行上变频处理，获得射频信号，并将该射频信号发送给数/模转换子模块；

所述数/模转换子模块用于接收来于上变频子模块的信号，对接收到的信号进行数/模转换，并将所得到的模拟信号发送出去。

12.一种用于随机接入的接收端设备，其特征在于，所述接收端设备包括：存储模块、通信模块和训练序列解析模块，其中，

所述存储模块用于保存预先设置的随机接入标识ID与备选码字的对应关系以及预先设置的检测门限；

所述通信模块用于接收来自于发射端的包含训练序列的信号，将接收到的信号发送给训练序列解析模块；

所述训练序列解析模块从该接收端的存储模块中获取随机接入ID与备选码字的对应关系以及检测门限，根据检测门限对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据处理结果确定发射端对应的信道估计信息和备选码字，并根据该备选码字和获取到的对应关系确定发射端的随机接入ID，其中，所述根据检测门限对接收到的信号进行等分滑动相关处理，根据处理结果确定发射端对应的信道估计信息和备选码字包括：将预先设置的长度等于所述两份备选码字的长度的滑动窗口中的信号等分为两个部分，对这两个部分的信号进行相关处理，判断相关处理结果是否大于等于预先设置的检测门限，如果相关处理结果大于等于所述检测门限，则将滑动窗口中的信号作为该发射端的备选码字对应的信号，根据该信号的接收时间确定用户设备在本次随机接入中的定时调整量以及控制信息，基站对所述备选码字对应的信号进行快速傅立叶变换和并/串变换，获得序列对应的频域信号，将该频域信号与基站中保存的备选码字集中的所有备选码字进行相关处理，将相关值最大的备选码字作为发射端的备选码字；如果相关处理结果小于所述检测门限，则判断是否存在未被等分滑动处理的信号，如果是，则将滑动窗口滑动一位，继续进行所述等分滑动相关处理，否则，结束本次随机接入的操作；

所述训练序列解析模块包括：等分滑动相关处理子模块、随机ID确定子模块、并/串子模块和快速傅立叶变换FFT子模块，其中，

所述等分滑动相关处理子模块用于从接收端的存储模块中获取检测门限，接收外部发送给训练序列解析模块的信号，对接收到的信号进行等分滑动相关处理，并根据等分滑动相关处理结果和检测门限，确定发射端发送的训练序列对应的时域信号以及该发射端对应的RACH信道估计信息，并将该时域信号发送出去；

所述随机ID确定子模块用于从接收端的存储模块中读取预先设置的随机ID与备选码字的对应关系，接收来自于等分滑动相关处理子模块的信号，对接收到的信号与读取到的所有备选码字进行相关处理，根据相关处理结果确定发射端的备选码字，并根据读取到的对应关系确定发射端的随机ID；

所述FFT子模块用于接收来自于等分滑动相关处理子模块的时域信号，对接收到的时域信号进行FFT变换，将FFT变换结果发送给并/串子模块；

所述并/串子模块用于接收来自于FFT子模块的变换结果，将接收到的变换结果转换为串行形式，并将该串行形式的变换结果发送给所述随机ID确定子模块。

13.如权利要求12所述的接收端设备，其特征在于，所述训练序列解析模块进一步包括：模/数转换子模块和下变频子模块，其中，

所述模/数转换子模块用于接收来自于接收端的通信模块的信号，将接收到的信号转换为数字信号，并将该数字信号发送给下变频子模块；

所述下变频子模块用于接收来自于模/数转换子模块的数字信号，对接收到的数字信号执行下变频操作，并将经过下变频操作的信号发送给等分滑动处理子模块。

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