CN101170533A - 一种移动终端的信号发射方法 - Google Patents

Abstract

一种移动终端的信号发射方法，应用于第三代通讯长期演进系统，基于用户分组的上行链路随机接入过程中，用于根据系统需求产生信号，并将其转换为频域信号进行子载波映射，再转换为串行的时域连续信号，上变频后发射；采用本发明的技术方案，能在基于用户分组的LTE上行链路随机接入过程中，根据接入条件的要求等，产生并发射信号，从而实现用户的随机接入。

Description

一种移动终端的信号发射方法

技术领域

本发明涉及一种移动终端接入技术，特别涉及第三代移动通讯长期演进系统，基于用户分组的上行链路随机接入过程中，移动终端发射机的技术。

背景技术

众所周知，在蜂窝移动通信中在移动终端申请入网时，先向基站发送入网请求信息，再获得上行链路的时间同步并且能够接入网络。在现有的LTE(第三代移动通讯长期演进系统)上行链路随机接入方法中，存在TDM(时分复用)、FDM(频分复用)、CDM(码分复用)和TDM/FDM几种接入方式。

在LTE上行链路随机接入过程中，移动终端发射机用于产生和发射信号。目前，在基于分组的LTE上行链路随机接入过程中，还没有一套较适合该过程的移动终端的信号发射方法。

发明内容

本发明提出了一种移动终端的信号发射方法，针对基于用户分组的LTE(第三代移动通讯长期演进)上行链路随机接入过程，来产生和发射满足该过程要求的信号。

本发明采用的技术方案是：

一种移动终端的信号发射方法，应用于第三代通讯长期演进系统，基于用户分组的上行链路随机接入过程中，其特征在于，该方法包含：

步骤一：由信号发生器(1)产生一个信号；

步骤二：通过傅立叶变换单元(2)对所述信号进行傅立叶变换，得到频域信号；

步骤三：由子载波映射单元(3)将所述频域信号调制到相应的子载波上；

步骤四：逆傅立叶变换单元(4)对所述子载波进行逆傅立叶变换，形成多路并行的时域信号；

步骤五：并/串转换单元(5)将所述多路并行的时域信号转换成一路串行的时域信号；

步骤六：D/A转换单元(6)将所述串行信号进行D/A转换，得到时域连续信号；

步骤七：射频发射单元(7)对所述时域连续信号进行上变频；

步骤八：将上变频后的信号通过发射天线(8)发射。

进一步地，所述步骤三中，子载波映射采用固定式载波分配方式。

进一步地，所述步骤四中，逆傅立叶变换采用快速傅立叶变换算法。

进一步地，所述步骤一中，产生的信号所用的符号采用与上行业务信道兼容的发射方式。

进一步地，所述步骤一中，产生的信号与相邻小区的信号占用不同的频率资源。

进一步地，所述步骤一中，同一分组中的用户产生的信号前导为满足自相关性要求的不同序列。

进一步地，所述信号前导采用Zadoff-Chu CAZAC序列。

进一步地，所述步骤一中，产生的信号前导的长度可以根据小区半径的接入需要进行扩展。

采用本发明的技术方案，能在基于用户分组的LTE上行链路随机接入过程中，根据接入条件的要求等，产生并发射信号，从而实现用户的随机接入。

附图说明

图1是实施例1的RACH帧结构图。

图2是实施例1的RACH的子帧结构图。

图3是实施例1的移动终端发射RACH信号的流程图。

具体实施方式

实施例1，一种移动终端的信号发射方法，应用于第三代通讯长期演进系统，基于用户分组的上行链路随机接入过程中；本实施例将结合RACH信号的发射方法，对本发明作进一步的描述。

通常RACH信号的传送有两个部分，一个部分是传送RACH前导，用来快速获得接入和估计时间同步；另一部分是RACH信息的传送，包括RACH数据包信息和相关控制信息。本发明应用于基于用户分组的LTE上行链路随机接入过程中，下面将结合附图对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的RACH帧结构图。

一个RACH帧为10ms，它由20个RACH子帧组成，每个子帧为0.5ms，每个子帧由7个RACH符号组成。

图2是本发明的RACH的子帧结构图。

RACH符号可以存在于一个RACH子帧。如图所示，一个子帧中有7个RACH符号，可以全部用来作前导，也可以部分用来做前导。在图2中为了保持前导序列的性质，RACH符号不应该加CP，如果加入CP，RACH序列的性质就遭到破坏。

此外，对于不同的小区半径，RACH带宽需要的符号数目不同。RACH信号前导的长度可以根据小区半径的接入需要进行扩展。如果小区的半径小于5Km，RACH前导的周期在一个子帧周期内。然而，如果小区的半径超过5Km，就需要更多的子帧来承载RACH前导。

LTE RACH结构有以下的特点：

(1)RACH符号的周期不同于上行义务调度信道的周期。

(2)RACH符号没有加CP可以获得理想的采样时间；为了保持前导序列的性质，RACH符号不应该加CP，如果加入CP，RACH序列的性质就遭到破坏。

(3)解决时间估计的问题，使用频域检测器，多个符号重复用以积聚足够的能量来检测RACH信号。如果采用时域的检测器，那么计算的复杂度就很大。

(4)由于受到小区半径的影响，固定每个符号的长度不变，可以采用多次重复的方式来检测。

多小区重用随机接入的方案如下：考虑多个小区上，在每个小区中，在时域上分成多个时隙，参见图1，在频域上分成多个RACH带宽，把RACH带宽分给每个小区；为了减少多小区间的干扰，把CAZAC码分成许多子集，把每个子集分给每个小区。CAZAC子集可以在临近的小区重复利用，在这些小区中RACH占用不同的频率资源。在同一个小区中，如果有多个频率块接入资源，在这些不同的频率块资源中都采用相同的码字集合。

实施例1，移动终端发射RACH信号的方法，其工作步骤如下，参见图3：首先由信号发生器1产生信号 $x\left(n\right)=\exp \left[\frac{j2\mathrm{\πl}}{M}(n+n\frac{n+1}{2})\right],$ 此为输入信号，是长度为M的序列；经过M点的傅立叶变换单元2后，得到一个长度为M的频域信号，然后由子载波映射单元3把子载波映射成N点的序列，为了减小干扰采用固定式载波分配的方式；序列经过N点的逆傅立叶变换单元4，完成正交调制，得到N个并行的时域信号，这里一般可以采用快速傅立叶变换(IFFT)算法，但不论是哪种算法均不影响本发明的一般性；为了进行传输，信号经过并/串转换单元5，成为一路串行数据，这时数据为离散信号，为了在空间传输，经过D/A转换单元6转换为时域连续信号，通过射频发射单元7进行上变频，经发射天线8辐射至电磁波传输介质中。

由于同一分组中的用户产生的信号前导应为满足自相关性要求的不同序列，在本实施例中，RACH信号前导采用Zadoff-Chu CAZAC序列；产生的RACH信号前导所用的符号需采用与上行业务信道兼容的发射方式。

本实施例中，移动终端发射机发射RACH信号的原理，参见图3：首先信号发生器1产生长度为M的CAZAC信号：

$x\left(n\right)=\exp \left[\frac{j2\mathrm{\πl}}{M}(n+n\frac{n+1}{2})\right],$ l＝1，2，...，K    n＝0，1，2，...，M-1             (1)

经过M点的傅立叶变换单元2后，得到频域信号为

$X_m\left(k\right)=\underset{n=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{M}\mathrm{nk}},$ k＝0，1，2，...，M-1                                (2)

被分配的子载波序号为 $\{C_0^{\left(k\right)},C_1^{\left(k\right)},......{,C}_{M-1}^{\left(k\right)}\}=C^{\left(k\right)},$ 通过子载波映射成为长度为N的序列S_m ^(k)，其中 $\left\{S_m^{\left(k\right)}\right\}={[S_0^{\left(k\right)},S_1^{\left(k\right)},......{,S}_{N-1}^{\left(k\right)}]}^T,$ (·)^T为转置运算，其中

经过N点的逆傅立叶变换单元4后，得到时域信号s(n)，这里采用IFFT算法：

$s\left(n\right)=\frac{1}{N}\underset{k=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_m^{\left(k\right)}{e}^{j\frac{2\mathrm{\π}}{N}\mathrm{nk}}---\left(4\right)$

然后通过并/串转换单元5成为串行数据，通过D/A转换单元6转换为时域连续信号，最后经过射频发射单元7进行上变频，从发射天线8发射出去。

Claims (8)

1.一种移动终端的信号发射方法，应用于第三代通讯长期演进系统，基于用户分组的上行链路随机接入过程中，其特征在于，该方法包含：

步骤一：由信号发生器(1)产生一个信号；

步骤二：通过傅立叶变换单元(2)对所述信号进行傅立叶变换，得到频域信号；

步骤三：由子载波映射单元(3)将所述频域信号调制到相应的子载波上；

步骤四：逆傅立叶变换单元(4)对所述子载波进行逆傅立叶变换，形成多路并行的时域信号；

步骤五：并/串转换单元(5)将所述多路并行的时域信号转换成一路串行的时域信号；

步骤六：D/A转换单元(6)将所述串行信号进行D/A转换，得到时域连续信号；

步骤七：射频发射单元(7)对所述时域连续信号进行上变频；

步骤八：将上变频后的信号通过发射天线(8)发射。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，子载波映射采用固定式载波分配方式。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤四中，逆傅立叶变换采用快速傅立叶变换算法。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，产生的信号所用的符号采用与上行业务信道兼容的发射方式。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，产生的信号与相邻小区的信号占用不同的频率资源。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，同一分组中的用户产生的信号前导为满足自相关性要求的不同序列。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：所述信号前导采用Zadoff-Chu CAZAC序列。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，产生的信号前导的长度可以根据小区半径的接入需要进行扩展。

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