CN101217808A - 无线通信系统中随机接入信号的发送方法 - Google Patents

无线通信系统中随机接入信号的发送方法 Download PDF

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Abstract

一种无线通信系统中随机接入信号的发送方法，终端在上行导频时隙的结束位置处提前发送随机接入信号，发送的随机接入信号包含前导，或同时包括前导和循环前缀，该前导的长度为2个不带循环前缀的符号的长度。本发明有效提高了随机接入信道的覆盖范围。

Description

无线通信系统中随机接入信号的发送方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是涉及无线通信系统中随机信号的发送方法。
背景技术
图1示出了LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统TDD(TimeDivision Duplex，时分双工)模式的帧结构，在这种帧结构中，一个10ms的radio frame(无线帧)被分成两个half frame(半帧)，每个半帧分成10个长度为0.5ms时隙(编号从0到9)，两个时隙组成一个长度为1ms的子帧。一个半帧中包含5个子帧(编号从0到4)。对于长度为5.21us及4.69us的短CP(Cyclic Prefix，循环前缀)，一个时隙包含7个长度为66.7us的符号，其中第一个符号CP长度为5.21us，其余6个符号的CP长度为4.69us；对于长度为16.67us的长CP，一个时隙包含6个符号。在这种帧结构中，子帧的配制特点为：
(1)子帧0固定用于下行；
(2)子帧1(以下称为特殊子帧)包含3个特殊时隙，分别是DwPTS(Downlink Pilot Time Slot，下行导频时隙)、GP(Guard Period，保护间隔)及UpPTS(Uplink Pilot Time Slot，上行导频时隙)，其中：
①DwPTS用于下行，最少一个符号用于传输P-SCH(Primary-Synchronization Channel，主同步信道)，当DwPTS包含多个符号的时候，P-SCH放在第一个符号上(如图1所示)；
②GP为保护时间，不传输任何数据；及
③UpPTS用于上行，可以用于传输RACH(Random Access Channel，随机接入信道)、数据、sounding(探测)导频等信号；及
(3)子帧l后面的前n个子帧用于上行传输(1≤n≤3)，后3-n个子帧用于下行传输。
如图2所示，RACH信道由CP及preamble(前导)两部分组成，长度分别是Tcp及Tpre。另外preamble结束位置与UpPTS的结束位置之间的距离为Tgt(如图1所示)，保证preamble不对后面上行子帧的数据产生干扰。同时，如果preamble前面加CP，也要保证小区边界处的UE(用户设备)的信号及其多径也落入接收机的搜索窗内。
对于UpPTS中发送RACH，其结构及发送方法是一个待解决的问题，如果设计不得当，会严重影响RACH的覆盖范围以及整个系统的工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种无线通信系统中随机接入信号的发送方法，有效提高了随机接入信道的覆盖范围。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线通信系统中随机接入信号的发送方法，其特征在于，终端在上行导频时隙的结束位置处提前发送随机接入信号，发送的随机接入信号包含前导，该前导的长度为2个不带循环前缀的符号的长度。
进一步地，所述不带CP的符号的长度为Tpre/2，其中Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
进一步地，
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前n×Ts的位置上发送的，其中n×Ts为所述上行导频时隙的长度；或者
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前m×Ts的位置上发送的，其中m×Ts为所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度之和。
进一步地，
所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4400×Ts的位置上发送，所述上行导频时隙的长度为4400×Ts；或者
所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4384×Ts的位置上发送，所述上行导频时隙的长度为4384×Ts；或者
所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4416×Ts的位置上发送，所述上行导频时隙的长度为4416×Ts。
进一步地，所述无线通信系统为采用TDD模式的长期演进系统，所述符号为正交频分复用符号。
为了解决上述技术问题，本发明又提供了一种无线通信系统中随机接入信号的发送方法，其特征在于，终端在上行导频时隙的结束位置处提前发送随机接入信号，发送随机接入信号时依次发送循环前缀和前导，该前导的长度为2个不带循环前缀的符号的长度。
进一步地，所述不带CP的符号的长度为Tpre/2，其中Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
进一步地，
所述随机接入信号中的循环前缀的长度Tcp＝m×Ts-Tpre+Tds，其中m×Ts为随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀符号的长度，Tds为在所述上行导频时隙内发送的随机接入信号的应用环境中多径信道最大延迟扩展的长度，单位为us，Tpre＝4096×Ts，Ts＝1/30.72us；
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前n×Ts+Tcp的位置上发送的，其中n×Ts为所述上行导频时隙的长度。
进一步地，
所述随机接入信号中的循环前缀的长度Tcp＝(m×Ts-Tpre)/2+Tds/2，其中m×Ts为随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀符号的长度，Tds为在所述上行导频时隙内发送的随机接入信号的应用环境中多径信道最大延迟扩展的长度，单位为us，Tpre＝4096×Ts，Ts＝1/30.72us；
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前m×Ts的位置上发送的，其中m×Ts为所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度之和。
进一步地，所述随机接入信道采用以下方式中的一种发送：
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4400×Ts，Tds＝0，Tcp＝304×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4704×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4384×Ts，Tds＝0，Tcp＝288×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4672×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4416×Ts，Tds＝0，Tcp＝320×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4736×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4400×Ts，Tds＝160，Tcp＝464×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4864×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4384×Ts，Tds＝160，Tcp＝448×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4832×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4416×Ts，Tds＝160，Tcp＝480×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4896×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4400×Ts，Tds＝144，Tcp＝448×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4848×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4384×Ts，Tds＝144，Tcp＝432×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4816×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4416×Ts，Tds＝144，Tcp＝464×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4880×Ts的位置上发送。
进一步地，所述无线通信系统为采用时分双工模式的长期演进系统，所述符号为正交频分复用符号。
本发明设计的随机接入信道结构及相应的发送方法可以有效地提高随机接入信道的覆盖范围，提高TDD系统工作效率，并且在多径环境下也可以保证随机接入的成功率。
附图说明
图1是LTE系统TDD模式的帧结构；
图2是RACH信道结构示意图；
图3是本发明第一种RACH信道结构示意图；
图4是本发明第二种RACH信道结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明根据preamble前面是否加CP，提出了两种RACH信道结构及对应的RACH信号发送方法，以下分别描述。
第一实施例
如图3所示，本实施例的RACH信道结构在preamble前面不加CP，即Tcp＝0×Ts，preamble的长度为2个不带CP的OFDM(正交频分复用)符号的长度，每个OFDM的符号长度为Tpre/2(133.33us/2)即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
RACH信号的发送时刻可以按以下两种方式来确定：
A，终端可以在UpPTS的结束位置处提前n×Ts的位置上发送RACH信号，其中n×Ts为UpPTS的长度；
B，终端可以在UpPTS的结束位置处提前m×Ts的位置上发送RACH信号，其中m×Ts为RACH信道所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度之和。该长度根据所占的UpPTS内的OFDM符号数及种类而定。长CP的符号为512+2048＝2560Ts，第一种短CP符号为144+2048＝2192Ts，第二种短CP符号为160+2048＝2208Ts。
下面给出具体应用的几个示例：
示例一
preamble前面不加CP，即Tcp＝0×Ts，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us
当UpPTS的长度为4400×Ts时，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4400×Ts的位置上发送。
示例二
preamble前面不加CP，即Tcp＝0×Ts，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us
当UpPTS的长度为4384×Ts时，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4384×Ts的位置上发送。
示例三
preamble前面不加CP，即Tcp＝0×Ts，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us
当UpPTS的长度为4416×Ts时，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4416×Ts的位置上发送。
第二实施例
如图4所示，本实施例RACH信道结构在preamble前面加CP，此时preamble的长度仍然为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
CP的长度可以按以下两种方式来确定：
A，所加CP的长度Tcp＝m×Ts-Tpre+Tds，其中m×Ts为RACH所占的UpPTS内的带CP符号的长度，Tds为在UpPTS内发送的RACH的应用环境中多径信道最大延迟扩展的长度，单位为us。
此时，RACH信号可以在UpPTS的结束位置处提前n×Ts+Tcp的位置上发送，其中n×Ts为UpPTS的长度。
B，所加CP的长度Tcp＝(m×Ts-Tpre)/2+Tds/2，各符号含义同上。
此时，RACH信号可以在UpPTS的结束位置处提前m×Ts的位置上发送RACH信号，其中m×Ts为RACH信道所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度之和。
下面给出具体应用的几个示例：
示例四
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4400×Ts时，假定Tds＝0，则Tcp＝304×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4704×Ts的位置上发送。
示例五
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4384×Ts时，假定Tds＝0，则Tcp＝288×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4672×Ts的位置上发送。
示例六
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4416×Ts时，假定Tds＝0，则Tcp＝320×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4736×Ts的位置上发送。
示例七
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4400×Ts时，假定Tds＝160，则Tcp＝464×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4864×Ts的位置上发送。
示例八
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4384×Ts时，假定Tds＝160，则Tcp＝448×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4832×Ts的位置上发送。
示例九
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4416×Ts时，假定Tds＝160，则Tcp＝480×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4896×Ts的位置上发送。
示例十
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4400×Ts时，假定Tds＝144，则Tcp＝448×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4848×Ts的位置上发送。
示例十一
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4384×Ts时，假定Tds＝144，则Tcp＝432×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4816×Ts的位置上发送。
示例十二
preamble前面加CP，此时，preamble的长度为2个不带CP的OFDM符号的长度，即Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
当RACH所占的UpPTS内的符号(带CP)的长度等于UpPTS的长度等于4416×Ts时，假定Tds＝144，则Tcp＝464×Ts，RACH信号在UpPTS的结束位置处提前4880×Ts的位置上发送。
由以上方案可以看出，本发明将RACH信号放在UpPTS的起始位置或者在UpPTS的结束位置提前整数个带CP符号的长度的位置发送；在RACH信号带CP时，将该CP在上述发送位置之前发送，并且考虑了在UpPTS内发送的RACH的应用环境中多径信道最大延迟扩展的长度。因此以有效地提高随机接入信道的覆盖范围，提高TDD系统工作效率，并且在多径环境下也可以保证随机接入的成功率。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。如本发明所应用的系统不局限于LTE系统，系统帧中的符号也不局限于采用OFDM符号。

Claims (11)

1.一种无线通信系统中随机接入信号的发送方法，其特征在于，终端在上行导频时隙的结束位置处提前发送随机接入信号，发送的随机接入信号包含前导，该前导的长度为2个不带循环前缀的符号的长度。
2.如权利要求1所述的发送方法，其特征在于：
所述不带CP的符号的长度为Tpre/2，其中Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
3.如权利要求1所述的发送方法，其特征在于：
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前n×Ts的位置上发送的，其中n×Ts为所述上行导频时隙的长度；或者
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前m×Ts的位置上发送的，其中m×Ts为所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度之和。
4.如权利要求2所述的发送方法，其特征在于：
所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4400×Ts的位置上发送，所述上行导频时隙的长度为4400×Ts；或者
所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4384×Ts的位置上发送，所述上行导频时隙的长度为4384×Ts；或者
所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4416×Ts的位置上发送，所述上行导频时隙的长度为4416×Ts。
5.如权利要求1至4中任一权利要求的发送方法，其特征在于：
所述无线通信系统为采用TDD模式的长期演进系统，所述符号为正交频分复用符号。
6.一种无线通信系统中随机接入信号的发送方法，其特征在于，终端在上行导频时隙的结束位置处提前发送随机接入信号，发送随机接入信号时依次发送循环前缀和前导，该前导的长度为2个不带循环前缀的符号的长度。
7.如权利要求6所述的发送方法，其特征在于：
所述不带CP的符号的长度为Tpre/2，其中Tpre＝4096×Ts，其中Ts＝1/30.72us。
8.如权利要求6或7所述的发送方法，其特征在于：
所述随机接入信号中的循环前缀的长度Tcp＝m×Ts-Tpre+Tds，其中m×Ts为随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀符号的长度，Tds为在所述上行导频时隙内发送的随机接入信号的应用环境中多径信道最大延迟扩展的长度，单位为us，Tpre＝4096×Ts，Ts＝1/30.72us；
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前n×Ts+Tcp的位置上发送的，其中n×Ts为所述上行导频时隙的长度。
9.如权利要求8所述的发送方法，其特征在于：
所述随机接入信号中的循环前缀的长度Tcp＝(m×Ts-Tpre)/2+Tds/2，其中m×Ts为随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀符号的长度，Tds为在所述上行导频时隙内发送的随机接入信号的应用环境中多径信道最大延迟扩展的长度，单位为us，Tpre＝4096×Ts，Ts＝1/30.72us；
所述随机接入信号是在上行导频时隙的结束位置处提前m×Ts的位置上发送的，其中m×Ts为所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度之和。
10.如权利要求6所述的发送方法，其特征在于：所述随机接入信道采用以下方式中的一种发送：
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4400×Ts，Tds＝0，Tcp＝304×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4704×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4384×Ts，Tds＝0，Tcp＝288×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4672×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4416×Ts，Tds＝0，Tcp＝320×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4736×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4400×Ts，Tds＝160，Tcp＝464×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4864×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4384×Ts，Tds＝160，Tcp＝448×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4832×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4416×Ts，Tds＝160，Tcp＝480×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4896×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4400×Ts，Tds＝144，Tcp＝448×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4848×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4384×Ts，Tds＝144，Tcp＝432×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4816×Ts的位置上发送；或
所述随机接入信道所占的所述上行导频时隙内的带循环前缀的符号的长度等于所述上行导频时隙的长度等于4416×Ts，Tds＝144，Tcp＝464×Ts，所述随机接入信号在所述上行导频时隙的结束位置处提前4880×Ts的位置上发送。
11.如权利要求6至10中任一权利要求的发送方法，其特征在于：
所述无线通信系统为采用时分双工模式的长期演进系统，所述符号为正交频分复用符号。
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