CN101336006A - 在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法 - Google Patents

Abstract

一种在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，首先由每一待接入基站所在网络的用户端生成相应能时分复用的随机接入信号，接着各用户端根据预设的规则各自选择随机接入资源块中的时频位置，并根据各时频位置将相应的各所述随机接入信号发送给基站，基站对各所述随机接入信号在空中时分复用后形成的时分复用随机接入信号块进行信号检测以判断是否有用户端需要接入所述基站所在的网络，以实现峰均比性能的改善，同时也可较好地兼顾相关性能和实现复杂度，还可提高频谱利用效率，同时本发明还提出了一种单门限检测方法，可降低计算复杂度，且使门限值的优化也更加容易。

Description

在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法

技术领域

本发明涉及一种在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法。

背景技术

在无线城域网等无线通信系统中，用户终端需要通过随机接入进入无线网络。基站在检测到终端的随机接入信号后，获知有新用户进入其覆盖范围，才能够为该用户终端分配所需的资源，然后该用户终端才可以进行正常的信令和数据传输。

在用户终端刚刚接入无线网络时，由于尚不确知其与基站之间的距离，其发送的信号有比较大的定时偏差。如果不对此加以校正，则用户终端发送的数据很容易因定时偏差过大而与其他用户终端发送的数据发生碰撞。因此，为了保障正常的通信，随机接入过程中需要对用户的定时误差进行估计，然后通过下行信令反馈给用户终端，以校正其同步定时。

当前的宽带移动通信系统，包括以宽带接入为主、向支持高速移动发展而形成的IEEE802.16e等标准，和以移动通信为主、向宽带业务发展而形成的3GPP LTE等标准。这两大国际主流标准都采用了基于OFDMA的空中接口方案，但在随机接入这一关键技术上有所不同。

IEEE 802.16e采用了频域的伪随机(PN)序列作为随机接入的参考信号，其典型信号结构如图1所示，其将频域序列经IDFT变换成OFDM符号周期内的时域信号，然后将含有循环前缀(CP)的OFDM符号周期内时域信号与含有循环后缀的OFDM符号周期内时域信号级联，使得随机接入信号的长度可以扩展到若干个OFDM符号周期，其中，循环前缀由相应时域信号的尾部部分数据复制至时域信号的前端所形成，同样，循环后缀由相应时域信号的前端部分数据复制至时域信号尾部所形成。在IEEE 802.16e标准中，进行随机接入资源分配的最小时间单位是时隙，一个时隙由若干个OFDM符号周期构成。每个用户终端发送的随机接入信号都完整地使用随机接入资源块中的若干个连续的OFDM符号周期。

在3GPP LTE标准中，采用时域的CAZAC序列作为随机接入信号。其典型信号时域结构如图1所示，每个随机接入信号在头部有长度为TCP的循环前缀，在尾部则有长度为TGP的保护时隙，参考信号的总长度为一个TTI周期。可以通过时域重复或加长CAZAC序列将该参考信号扩展到若干个TTI周期。在3GPP LTE标准中，进行随机接入资源分配的最小时间单位是TTI，一个TTI为1ms，由两个0.5ms的DFT-S-OFDMA子帧周期构成，每个子帧周期包括若干个长数据块OFDM符号周期和若干个短数据块OFDM符号周期。每个用户发送的随机接入信号(包含保护时隙)都完整地使用随机接入资源块中的若干个连续的TTI周期。

现有技术存在的不足主要由以下几点：

1、从随机接入信号方面来看：IEEE 802.16e采用频域PN序列，一方面其峰均比较高，容易限制上行链路覆盖范围，降低功率放大器效率，引起频谱带外泄漏等问题，另一方面其码间干扰较大，多用户同时接入时的性能较差。3GPP LTE采用的时域CAZAC序列，若是采用时域滤波和频谱搬移的实现方法，则该实现方法对硬件精度和实现复杂度要求较高；而若是采用先使用小DFT将时域CAZAC序列变换到频域的指定位置，然后再通过大IDFT变换回时域以获得时域参考信号的实现方法，虽然该实现方法与DFT-S-OFDMA信号结构兼容，但因为CAZAC序列的良好相关性通常要求序列长度为质数，而实现复杂度要求DFT长度是2的幂次或者可以分解为大量小因子的乘积，所以性能和复杂度难以同时兼顾。

2、从随机接入资源块中的随机接入信号复用方面来看：无论对于IEEE 802.16e还是3GPPLTE，其随机接入信号(包含保护时隙)都完整地使用随机接入资源块中的若干个连续的最小时间单位(例如IEEE 802.16e中的2个OFDM符号周期或3GPP LTE中的2个DFT-S-OFDM子帧周期)，这与通信系统采用的上行物理层技术方案和上行链路预算等因素有关。

而在我国提出的宽带无线多媒体BWM系统草案中，拟采用700MHz左右的载频，无线信号衰减较慢，其小基站覆盖半径暂拟为5km，因此采用较短的(约0.2ms，与IEEE 802.16e类似)随机接入信号就足以满足上行链路预算的要求，而BWM系统上行DFT-S-GMC的传输时间间隔较长(约0.7ms的子帧长度，与3GPP LTE类似)，所以当前这两套标准中的随机接入资源设计方案，都不适宜直接应用于BWM系统。

为了在BWM系统中有效地利用频谱资源，一个随机接入信号应当只使用上行资源分配最小单位(DFT-S-GMC子帧长度)的一小部分，多个随机接入信号应当能够时分复用一个上行资源分配最小单位。在这种情况下，如果如3GPP LTE一样对每个随机接入信号都使用一个保护时隙，就不但对频谱资源造成了不必要的浪费，而且在一个DFT-S-GMC子帧内要刚好容纳多个随机接入信号，该时间长度的匹配也造成了困难，如果匹配不好，会造成所分配的上行随机接入资源块中很大的时间资源浪费(例如假如一个随机接入信号的长度为0.24ms，则在0.714ms中只能时分复用两个参考信号，就会造成0.234ms的浪费)。

3、从现有的随机接入信号检测方法来看，比较典型的算法如图3所示，图中R(k)为接收信号与本地参考信号的互相关。接收端在随机接入信号的检测范围内，滑动一个固定长度的多径检测窗口，选取使累计能量最大的窗口位置，然后将窗口内所有超过多径检测门限A的功率加和后与检测门限B比较，如果达到B，则认为检测到随机接入用户。该方法在应用中需要同时优化两个相互关联的门限，而且优化结果又依赖于随机接入时的信噪比、用户终端数量等各种因素，所以门限参数的确定较为困难，而确定后的门限参数不易通用，当随机接入时的信噪比等条件变化后又须重新优化，其计算复杂度和检测性能也不够理想。

综上所述，如何解决现有技术存在的诸多缺点实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，以实现峰均比性能的改善，同时也可较好地兼顾相关性能和实现复杂度，还可提高频谱利用效率。

本发明的另一目的在于提供一种在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，以采用单门限检测方法检测随机接入信号，以降低计算复杂度，且使门限值的优化也更加容易。

为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法包括步骤：1)每一待接入基站所在网络的用户端生成相应能时分复用的随机接入信号；2)所述每一待接入基站所在网络的用户端根据预设的规则各自选择随机接入资源块中的时频位置，并根据各所述时频位置将相应的各所述随机接入信号发送给所述基站；3)所述基站接收各待接入基站的用户端发送的各所述随机接入信号在空中进行时分复用后形成的时分复用随机接入信号块，并对所述时分复用随机接入信号块进行信号检测以判断是否有用户端需要接入所述基站所在的网络。

其中，所述步骤1)包括步骤：(1)根据所述预设的规则选择恒模零自相关序列索引；(2)根据所述恒模零自相关序列索引生成预设长度的恒模零自相关序列；(3)将所述恒模零自相关序列映射至所述随机接入资源块的带宽对应的子载波上；(4)将经过映射处理的所述恒模零自相关序列进行快速傅立叶逆变换以将其变换成时域信号；(5)将所述时域信号循环移位及添加循环前缀以形成所述能时分复用的随机接入信号，所述能时分复用的随机接入信号可由长循环前缀和第一数据部分所组成，所述长循环前缀的长度与所述相应通信系统的信道的最大往复时延及多径时延扩展之和相当，所述能时分复用的随机接入信号也由头部保护时隙、短循环前缀及第二数据部分所组成，所述头部保护时隙的长度不小于相应通信系统的信道的最大往复时延，所述短循环前缀与所述相应通信系统的多径时延扩展相当，所述步骤3)包括步骤：(1)所述基站利用其自身的参考信号计算所述时分复用随机接入信号块的互相关信号；(2)所述基站采用预设长度的多径检测窗口检测所述互相关信号以计算出所述多径检测窗口内的互相关信号能量累积最大值以及在所述多径检测窗口之外的互相关信号的平均功率；(3)根据所述平均功率估计相应的噪声水平值；(4)判断所述互相关能量累积最大值与所述噪声水平值的差是否超过预设的接入信号检测门限值以检测是否有用户端需要接入所述基站所在的网络，当所述能时分复用的随机接入信号由长循环前缀和第一数据部分所组成时，所述步骤(1)包括步骤：I所述基站在各随机接入时隙内去除所述时分复用随机接入信号块包含的各随机接入信号的循环前缀；II所述基站将去除循环前缀的所述时分复用随机接入信号块包含的各随机接入信号进行离散傅立叶变换后与所述参考信号在频域点乘；III将经过点乘的所述时分复用随机接入信号块经过离散傅立叶逆变换以得到所述互相关信号，所述尾部的保护时隙的长度不小于相应通信系统的信道的最大往复时延。

综上所述，本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法通过在较长的上行传输时隙内紧密地时分复用多个随机接入信号，以高效利用通信系统资源，提高频谱效率，同时还通过单门限检测方法可以降低计算复杂度，且使门限值的优化也更加容易。

附图说明

图1为IEEE 802.16e的随机接入信号结构示意图。

图2为3GPP LTE的随机接入信号结构示意图。

图3为现有随机接入信号检测的典型算法示意图。

图4a图4b为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法产生的随机接入信号的时域结构示意图。

图5为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法产生随机接入信号的步骤流程示意图。

图6为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法形成的多个随机接入信号紧密时分复用的结构示意图。

图7为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法的随机接入信号的单门限检测方法示意图。

图8为为BWM系统上行空中接口的DFT-S-GMC子帧结构示意图。

图9为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法随机接入资源块中的参考信号时域结构实施例示意图。

图10为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法中的随机接入资源块中的参考信号频域结构实施例示意图。

图11为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法产生的随机接入信号的峰均比特性示意图。

图12为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法采用单门限检测方法的检测性能示意图。

图13为本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法采用单门限检测方法与现有的双门限检测方法的性能比较示意图。

具体实施方式

本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法主要包括以下步骤：第一步：每一待接入基站所在网络的用户端生成相应能时分复用的随机接入信号，请参见图4a，所述能时分复用的随机接入信号长度为Tpreamble，可由长循环前缀和第一数据部分所组成，且所述长循环前缀的长度与所述相应通信系统的信道的最大往复时延(RTD)及多径时延扩展之和相当，请参见图4b，所述能时分复用的随机接入信号也可由一个头部保护时隙、一个短循环前缀和一个数据部分组成，所述短循环前缀的长度应与无线信道多径时延扩展相当，而所述头部保护时隙(T_head)的长度应不小于RTD，在本实施方式中，所述能时分复用的随机接入信号采用以下步骤而形成，请参见图5：

1、每一待接入基站所在网络的用户端根据所述预设的规则选择恒模零自相关序列索引，所述预设的规则包括码组分配、码字信息映射、随机选择算法等。

2、根据所述恒模零自相关序列索引生成预设长度的恒模零自相关序列，例如，产生长度M＝283点的CAZAC序列(这里采用Zadoff-Chu序列)为：

$c_p\left(n\right)=\exp (-j\frac{2\mathrm{\π}}{N}p\frac{n(n+1)}{2}),$ n＝0，1，...，N-1，其中p是CAZAC序列的索引。

3、将所述恒模零自相关序列映射至所述随机接入资源块的带宽对应的子载波上，所对应的子载波间隔与其数据部分(不包括时域重复)的时间长度相一致，将M点的CAZAC序列映射到随机接入带宽内的M’点个子载波上时，在其它空余的子载波上应补零。如果M略大于M’，则还需要对CAZAC序列进行适当截短，在本实施方式中，将所述恒模零自相关序列映射到随机接入资源块的1.6MHz带宽所对应的频域292个子载波的中间位置。

4、将经过映射处理的所述恒模零自相关序列进行快速傅立叶逆变换以将其变换成时域信号，其中，快速傅立叶逆变换所对应的频域宽度与信号采样频率一致，例如，经过映射处理的所述恒模零自相关序列经2048点IFFT变换到时域形成所述时域信号。

5、将所述时域信号循环移位及添加循环前缀以形成所述能时分复用的随机接入信号，需注意的是，在进行循环移位后还可以通过时域重复进行长度扩展，例如，所述时域信号在时域循环移位k*409点，其中k可以在{0，1，2，3，4}中取值，然后再在其头部加入490点的循环前缀以形成随机接入信号。

第二步：所述每一待接入基站所在网络的用户端根据预设的规则各自选择随机接入资源块中的时频位置，并根据各所述时频位置将相应的各所述随机接入信号发送给所述基站，其中，所述预设的规则规定了以下几点：

1)一个待接入基站的用户端，如何在基站分配给各待接入用户的随机接入时间段中，确定其随机接入信号的发送时间；

2)所述的随机接入信号发送时间，可以由各待接入基站的用户端，在规定的若干个随机接入时隙中随机地选取；

3)基站分配给各待接入用户的随机接入时间资源，被划分为若干个随机接入时隙、以及位于随机接入时间段末尾的一个尾部保护时隙；其中，所述随机接入时隙的时间长度，由随机接入信号第一数据部分、信道的最大往复时延、信道多径时延扩展等所确定，所述尾部保护时隙的时间长度，由无线信道的最大往复时延所确定。

第三步：由于各用户端根据预设的规则按照所选择的时频位置发送至的相应随机接入信号在空中以时分复用的方式进行组合而形成了尾部具有保护时隙的时分复用随机接入信号块，请参见图6，所述时分复用随机接入信号块由3个信号长度为Tpreamble随机接入信号及一个尾部保护时隙Tguard所构成，其长度为TRACH，其中，尾部保护时隙Tguard由所述预设的规则所确定，其长度应不小于无线信道的最大往复时延(RTD)，所以所述基站将接收到所述尾部具有保护时隙的时分复用随机接入信号块，并对所述时分复用随机接入信号块进行信号检测以判断是否有用户端需要接入所述基站所在的网络，其可采用现有的随机接入信号检测方法(例如双门限检测方法)来进行检测，也可采用本发明提出的单门限检测方法进行检测，请参见图7，所述单门限检测方法包括以下步骤：

1、所述基站利用其自身的参考信号计算所述时分复用随机接入信号块的互相关信号，当所述能时分复用的随机接入信号由长循环前缀和第一数据部分所组成时，首先由所述基站在各随机接入时隙内去除所述时分复用随机接入信号块包含的各随机接入信号的循环前缀，然后由所述基站将去除循环前缀的所述时分复用随机接入信号块包含的各随机接入信号进行离散傅立叶变换后与所述参考信号在频域点乘，最后所述基站将经过点乘的所述时分复用随机接入信号块经过离散傅立叶逆变换以得到所述互相关信号，而当所述能时分复用的随机接入信号由采用短循环前缀的随机接入信号，所述基站则在随机接入时隙内除去头部保护间隔和CP长度的信号后，利用本地参考信号，计算相应的互相关信号。

2、所述基站采用预设长度的多径检测窗口检测所述互相关信号以计算出所述多径检测窗口内的互相关信号能量累积最大值以及在所述多径检测窗口之外的互相关信号的平均功率，若所述互相关信号为R(k)，使用长度为L的多径检测窗口，在每个循环移位区间内滑动，确定所述多径检测窗口内的互相关信号能量累积最大值，进而可以确定此时的窗口所在位置，可以以此位置作为多径信号位置的估计。

3、根据所述平均功率估计相应的噪声水平值Pnoise。

4、判断所述互相关能量累积最大值与所述噪声水平值的差是否超过预设的接入信号检测门限值以检测是否有用户端需要接入所述基站所在的网络，把所确定的多径检测窗口中的互相关信号总能量E，减去噪声干扰的影响后，将差与随机接入信号检测门限A作比较，当差达到门限A时，则认为有信号到达，否则，认为没有信号到达。相应的随机接入检测的判决准则可以表示为： $E-f\left({\hat{P}}_{\mathrm{NI}}\right)\≥A,$ 其中

为噪声干扰估计，

为一个用来补偿噪声干扰影响的函数，它的一种典型形式如下： $f\left({\hat{P}}_{\mathrm{NI}}\right)=\mathrm{\β}{\hat{P}}_{\mathrm{NI}},$ 其中β为一个实数因子。在一个固定的仿真条件下，可以将A和

合并为一个参数： $C=A-\mathrm{\β}{\hat{P}}_{\mathrm{NI}},$ 由此只需要根据E≥C优化一个单一的参数C即可；而在不同的仿真条件下，可以首先独立地优化参数C，然后再根据C与

的对应关系，很容易通过拟合方法确定参数A和函数在现有的双门限检测算法中，因为两个门限紧密配合，不能独立优化，所以在一个固定的仿真条件下，也需要进行二维的优化。而仿真条件变化后，又需要重新优化。与之相比，本发明提出的单门限检测算法，可以首先独立地优化参数C，然后用简单的线性拟合等方法，就可以确定A和β等参数，因此该检测算法的离线优化更加容易。

以下将以本发明的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法应用在宽带无线多媒体(BWM)系统为例进行详细说明。

一、BWM系统上行链路帧结构和随机接入方案设计要求：

BWM系统上行空中接口方案的DFT-S-GMC子帧结构如图8所示，子帧长度为0.714ms，共计8000个采样点，分为6个长块和2个短块，长块由循环前缀(CP)和数据(Data)构成，短块由循环前缀和导频(Pilot)构成，BWM系统一些主要参数如下表所示：

载波频率	700MHz
		带宽	10MHz
采样频率	11.2MHz
		子带总数	56
有效子带数	48
		虚拟子带数	8
子带间隔	200kHz
		子帧长	8000采样点/0.714ms
长数据块长	1024采样点/91.43ms
		短数据块长	512采样点/45.71ms
CP长	104采样点/9.3ms

由于BWM系统对随机接入方案的主要设计要求如下：

1)随机接入资源块的时频大小与DFT-S-GMC相匹配，即时域上占整数个DFT-S-GMC子帧，频域上占整数个DFT-S-GMC子带。

2)随机接入的链路预算与BWM系统的上行DFT-S-GMC数据的链路预算相匹配，只要能够进行数据传输，就必须能够实现随机接入，并且支持5公里以上的小区覆盖半径。

3)随机接入信号应具有很低的峰均比。

4)随机接入的基本码字数量(不包括时频复用、循环移位等的扩展数量)不少于256。

5)随机接入能够在-10dB左右的信噪比下正常工作。

6)随机接入能够在最大频偏为DFT-S-GMC子带宽度的0.5％时正常工作。

7)随机接入能够在4个用户同时接入(3个干扰用户)时正常工作。

8)随机接入能够在开环功率控制误差服从方差为1dB的对数正态分布时正常工作。

9)随机接入能够在移动速度为120km/h时正常工作。

10)随机接入正常工作时，检测性能满足：虚警概率小于千分之一，漏检概率小于百分之一。

11)随机接入支持定时同步，经过定时校正后，绝大部分多径能量都位于CP以内。

12)随机接入的实现复杂度较低。

二、随机接入信号实施例

为了在获得良好的随机接入性能的同时，使随机接入信号能够与上行DFT-S-GMC数据进行很好的时频复用，在进行上行资源分配时，采用时域1个子帧、频域8个子带作为随机接入的一个基本资源分配单位。在时域，1个子帧内的随机接入信号的复用结构如图9所示，在1个子帧的0.735ms所对应的8000个采样点中，可以时分复用3个随机接入时隙(随机接入时隙一、随机接入时隙二和随机接入时隙三)，在3个随机接入时隙之后，有1个保护间隔，每个随机接入时隙的长度为2538个采样点，保护间隔的长度为386个采样点。在每个随机接入时隙中，可以包含长度为490个采样点的循环前缀和长度为2048个采样点的随机接入信号数据部分。

在频域，8个子带内的随机接入信号的频域结构如图10所示，实际占用了连续8个子带所对应的1.6MHz(8*200kHz)中的1.55MHz(283*5.47kHz)带宽。

所述随机接入信号能够支持5km的小区覆盖半径和14us的信道多径，相邻循环移位的多径检测窗口位置之间的保护间隔为6.8us，其峰均比特性如图11所示，由图11可见，所有283个随机接入信号的三次方度量(Cubic Metric)均小于2.1dB，满足BWM系统对随机接入的有效码字数量不少于256等要求。

三、单门限检测方法的性能

单门限检测中，采用的门限值为1.65e6，校正因子为2.0。仿真采用TU 6径信道，频偏为1kHz，移动速度为120km/h。假设各用户在相同的时隙中接入，随机地选择循环移位，随机地产生初始定时偏差。在前述仿真条件下，虚警概率小于0.1％，漏检性能如图12所示，其中中Pmd为漏检概率，s为开环功率控制误差的方差(dB)，当s＝0时为理想功率控制，当s＝1时有服从方差为1dB的对数正态分布的功率控制误差。由图12可见，当4个用户同时接入，有功率控制误差，频偏为1kHz时的检测性能最差。在此最差条件下，当SNR为-10dB时，漏检概率小于1％。在其他条件下(比如用户数少于4，理想功率控制等)，检测性能都更好，当SNR为-10dB时，漏检概率远小于1％。因此，该方案能够满足BWM系统对随机接入的性能要求。

图13比较了本发明提出的单门限检测算法(算法1)与前述现有的双门限检测算法(算法2)的性能。由图13可见，以漏检概率Pmd达到1％为目标，在有功率控制误差时，本发明提出的单门限检测算法的性能，比现有的双门限算法改善了0.7dB。

在线检测随机接入信号时，该单门限检测算法与双门限检测算法相比，减少了多径窗口内各采样点上能量与门限的比较次数，其计算复杂度为L次实加(L为多径窗口的长度)，增加了一个噪声干扰影响因子的乘法，其复杂度为1次实乘。因此，两种检测算法的在线计算复杂度的相对大小，取决于多径窗口的长度和定点位数。因为多径检测窗口的长度一定不小于56个采样点(5us)，通常可以在100个采样点左右，而定点位数一定不大于32位，通常可以在16位左右，所以单门限检测算法的计算复杂度略低一些。因此，在BWM系统的随机接入中，本发明所提出的单门限检测方法，能够以较低的计算复杂度，取得更好的随机接入检测性能。

综上所述，本发明在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，采用频域CAZAC序列，与IEEE 802.16e的相比，其具有优良的峰均比性能；与3GPP LTE相比，其能够在采用质数长度的CAZAC序列同时，避免使用含有大因子的DFT模块，从而可以较好地兼顾相关性能和实现复杂度。

再有，本发明在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法所提出的随机接入资源块内的复用方案，通过紧密地时分复用多个随机接入参考信号，提高频谱利用效率。

最后，本发明提出的单门限检测方法，采用相关信号多径窗内的累计能量与单一门限比较，计算复杂度低于采用双门限的检测方法，且单一门限值的优化也更加容易。同时引入一个校正因子，以克服门限对于随机接入信噪比的依赖性，使得所确定的门限参数更为通用。

Claims (9)

1.一种在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于包括步骤：

1)每一待接入基站所在网络的用户端生成相应能时分复用的随机接入信号；

2)所述每一待接入基站所在网络的用户端根据预设的规则各自选择随机接入资源块中的时频位置，并根据各所述时频位置将相应的各所述随机接入信号发送给所述基站；

3)所述基站接收各待接入基站的用户端发送的各所述随机接入信号在空中进行时分复用后形成的时分复用随机接入信号块，并对所述时分复用随机接入信号块进行信号检测以判断是否有用户端需要接入所述基站所在的网络。

2.如权利要求1所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于所述步骤1)包括步骤：

(1)根据所述预设的规则选择恒模零自相关序列索引；

(2)根据所述恒模零自相关序列索引生成预设长度的恒模零自相关序列；

(3)将所述恒模零自相关序列映射至所述随机接入资源块的带宽对应的子载波上；

(4)将经过映射处理的所述恒模零自相关序列进行快速傅立叶逆变换以将其变换成时域信号；

(5)将所述时域信号循环移位及添加循环前缀以形成所述能时分复用的随机接入信号。

3.如权利要求1所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于：所述能时分复用的随机接入信号由长循环前缀和第一数据部分所组成。

4.如权利要求3所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于：所述长循环前缀的长度与所述相应通信系统的信道的最大往复时延及多径时延扩展之和相当。

5.如权利要求1所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于：所述能时分复用的随机接入信号由头部保护时隙、短循环前缀及第二数据部分所组成。

6.如权利要求5所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于：所述头部保护时隙的长度不小于相应通信系统的信道的最大往复时延，所述短循环前缀与所述相应通信系统的多径时延扩展相当。

7.如权利要求1所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于所述步骤3)包括步骤：

(1)所述基站利用其自身的参考信号计算所述时分复用随机接入信号块的互相关信号；

(2)所述基站采用预设长度的多径检测窗口检测所述互相关信号以计算出所述多径检测窗口内的互相关信号能量累积最大值以及在所述多径检测窗口之外的互相关信号的平均功率；

(3)根据所述平均功率估计相应的噪声水平值；

(4)判断所述互相关能量累积最大值与所述噪声水平值的差是否超过预设的接入信号检测门限值以检测是否有用户端需要接入所述基站所在的网络。

8.如权利要求7所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于：当所述能时分复用的随机接入信号由长循环前缀和第一数据部分所组成时，所述步骤(1)包括步骤：

I所述基站在各随机接入时隙内去除所述时分复用随机接入信号块包含的各随机接入信号的循环前缀；

II所述基站将去除循环前缀的所述时分复用随机接入信号块包含的各随机接入信号进行离散傅立叶变换后与所述参考信号在频域点乘；

III将经过点乘的所述时分复用随机接入信号块经过离散傅立叶逆变换以得到所述互相关信号。

9.如权利要求1所述的在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法，其特征在于：所述尾部的保护时隙的长度不小于相应通信系统的信道的最大往复时延。

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