CN101507347B - 随机接入信道中接入突发的检测 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种用于在随机接入信道(110)中检测一个或多个接入突发(112)的技术。每个接入突发包括传输前导，所述传输前导是包括前导符号序列的前导集的成员，其中能够通过循环移位基本前导序列来获得前导符号序列。无线电基站(108)中的检测器(118、120)确定相关信息，所述相关信息指示单个相关前导与一个或多个所接收的传输前导中的每一个之间的相关性，其中相关前导是前导集的成员。根据相关信息来检测一个或多个接入突发。
Description
发明领域
本发明大体上涉及在蜂窝无线电网络中所执行的随机接入过程。更具体地，本发明涉及用于在随机接入信道中检测一个或多个接入突发(access burst)的技术。
发明背景
现在，不仅是移动电话，而且诸如PDA(个人数字助理)、笔记本等等之类的其他移动设备也经由无线电接口与无线网络交换数据。通常，网络的无线电基站，例如移动网络，通过经过网络将接收自设备的数据路由至接收者以及将接收自网络侧的数据通过无线电接口传送至移动设备，来为移动设备提供服务。
无线电接口上可用的传输资源，例如频率(带宽)、时间(传输帧中可用的时隙)和传输功率，通常都是有限的，因此必须尽可能高效地使用它们。在这方面，基站不仅控制用于下行链路传输(从基站到设备)的资源参数，而且还控制用于上行链路(从设备到基站)的资源参数。对于上行链路而言，基站必须确保移动设备以适当的准确度与无线电接口的传输方案同步以避免资源浪费。为此，基站分析所接收的上行链路信号，为设备所使用的上行链路传输参数得出适当的调整值，并将指示必要调整的信息发送至移动设备，所述移动设备然后必须相应地调整其传输参数。
作为例子，无线电基站确定移动设备与无线电基站之间的定时失准(timing misalignment)。定时失准是由可变传播往返延迟所引起的，而传播往返延迟是由移动设备与基站之间的距离变化以及基站与设备中的时钟之间的互漂移所引起的。
尽管对于已建立的上行链路连接，可以采用直接的方式执行移动设备的同步，其间，来自于设备的信号被连续接收并在基站处被分析，但在设备想要进行第一次连接(例如在上电时或在切换期间)或从待机状态(其中，设备仅监听下行链路)进行连接时，这样的分析是不可能的。在这些情况下，必须执行随机接入过程以实现同步。
在诸如移动GSM或UMTS网络之类的网络中，基站(在UMTS中也被称作节点B)通过无线电接口提供物理随机接入信道(RACH)，所述无线电接口允许移动设备执行随机接入过程。在该过程期间，移动设备在RACH中传送特定接入突发(与正常的传输突发成对比)。在对接入突发进行成功检测和分析的情况下，基站通过向移动设备传送适当的调整参数来进行响应。
当传送接入突发时，诸如时间、频率和功率之类的上行链路传输参数通常与无线电基站所支持的传输方案之间不是准确对准的。因此，必须向随机接入信道提供额外的资源以考虑到失准并避免随机接入突发对例如在相邻时隙中所传送的同步良好的正常突发的干扰。这些额外的资源包括，例如，时域中的保护时段(guard period)和频域中的保护频带。
在GSM网络中，在时域中定义了特定的RACH时隙。例如，可以为RACH保留每个无线电帧中的时隙或者副帧0。以这种方式，RACH与其他数据信道正交，例如业务信道。在RACH内，因为多个移动设备可能同时请求接入，所以可能发生冲突。在GSM中，最多能够成功检测到同时接收到的接入突发中的一个，而其他突发则因此仍然未被基站答复。竞争解析方案因而可以包括随机后退(back off)过程，其中在没有来自基站的响应的情况下，移动设备在随机确定的时间段之后重复其接入请求。
接入突发可以包含“前导(preamble)”或“签名”序列，它们基本是符号序列。每个符号又可以包括比特序列，例如4比特。可以向移动设备提供不同的前导以允许同一小区中多个设备的同时接入请求。接入请求设备预计选择(或随机地)预定前导中的一个。基站中的接入突发的检测因而依赖于搜寻RACH中的预定的特定前导序列中任何一个的出现。可以在基站中提供特定前导检测器，其包括多个数字滤波器，每个滤波器用于所允许的前导序列之一。在RACH中所接收的信号至少以预定的准确度与滤波器之一相匹配的情况下，能够成功检测到接入突发。
作为例子，六个不同的前导可用于接入过程。在这种情况下，必须在前导检测器中提供六个滤波器。随机接入信道中所接收的任何信号必须被所有六个滤波器并行分析以便确定是已经传送了一个或多个接入突发，还是没有传送接入突发。从这个简单的例子可以看出，检测器需要包括多个并行操作的数字滤波器在内的高度复杂的电路，以便分析所接收的信号。通常，随着待检测的可允许的前导序列的数目的增加，要提供的滤波器的数目以及因此计算复杂度会进一步增加。
即将到来的被称为LTE(长期演进)的当前UMTS标准的后继者将OFDMA(正交频分多址)用作正交传输方案。而且在该系统中，将存在不同移动设备所同时传送的接入突发之间的互干扰。同时，可能将被并行处理的同时接入尝试的数目将会增加，因而检测器的计算复杂度也会增加。
在诸如W-CDMA之类的非正交系统中，RACH为其他上行链路信道所共享。此处，前导检测器必须要应对多个接入突发之间的互干扰，而且还要应对接入突发与其他突发(例如正常突发)之间的互干扰。而且在这种情况下，以适当的置信度检测接入突发需要非常复杂的检测器。
因而，需要一种用于在随机接入信道中检测一个或多个接入突发的高效技术，该技术还允许以有限的复杂度来构造检测器。
发明内容
根据本发明的第一方面，提出了一种用于在随机接入信道中检测一个或多个接入突发的方法，其中每个接入突发包括传输前导，所述传输前导是包括前导符号序列的前导集的成员(member)，其中能够通过循环移位(shift)基本前导序列来获得前导符号序列。该方法包括以下步骤：在随机接入信道中接收一个或多个均包括其传输前导的接入突发；确定相关(correlation)信息，所述相关信息指示单个相关前导与一个或多个所接收的传输前导中的每一个之间的相关性(correlation)，其中相关前导是前导集的成员；以及根据相关信息来检测一个或多个接入突发。
随机接入信道可以与通过无线电接口提供的其他信道正交或非正交。前导集可以包括，例如2、4、8、16、32或64个前导成员。前导序列可以包括多个符号，例如449或863个符号。循环移位可以包含前导符号中的一个或多个。例如，可以通过将基本前导循环移位一个或两个符号或通过前导序列长度除以前导集中的前导数目所得出的地面函数(floor function)对基本前导进行循环移位，来获得或生成前导集的前导。相关前导可以是前导集中的任何前导。例如，相关前导可以是用于生成前导集的基本前导。
为了确定相关信息，相关前导和一个或多个传输前导可以被作为周期信号对待。假设所接收的信号中所包含的传输前导是周期性连续的(其可包含或不包含循环前缀)并忽略所接收的接入突发的其他部分和其他接入突发，则可以通过将对应于相关前导和传输前导的信号在时间维中相对彼此移位，使相关前导和传输前导的信号在一个基本周期上匹配。
在本发明的一种模式中，确定相关信息的步骤可以包括使相关前导与一个或多个传输前导循环相关。可以在频域中执行这样的相关。在本发明的这种模式的实施中，使用傅立叶变换技术来执行循环相关。
在本发明的变体中，该方法进一步包括以下步骤：根据相关信息，为一个或多个所接收的传输前导中的至少一个确定传播往返时间。往返时间此后可用于向移动设备提供用于适当的时间校准的定时超前值，其中接入突发发自所述移动设备。
前导集的序列可以是彼此的循环移位版本，其被移位至少最小位移(shift)，所述最小位移对应于用于传输前导的预定的最大时间延迟。所述时间延迟取决于信道传播属性。例如，时间延迟可以包括最大传播往返时间延迟，后者取决于小区大小以及信道影响(例如由于多径传播所引起的延迟扩展)。例如，最小位移可以等于一个或多个前导符号。
在本发明的一种实施中，用于前导序列的每个前导符号就每个前导序列而言仅被使用一次。以这种方式，前导序列可以包括基本理想的周期性自相关属性，即自相关函数实质上是狄拉克(Dirac)函数并且其他任何地方的伪相关信号被最小化。当使相关前导和一个或多个传输前导相关时，基于这样的理想自相关函数的前导集可以产生清楚的相关性指示，以使得能够以高置信度执行接入突发的检测。
相关信息可以包括相关函数，所述相关函数指示在时间维中相关前导与一个或多个传输前导之间的相关性。在本发明的一种实施中，确定相关信息的步骤可以进一步包括将相关函数细分为区域，其中每个区域关联于前导集中的一个成员与相关前导之间的相关性。在该模式的变体中，确定相关信息的步骤进一步包括以下步骤：确定与一个或多个传输前导之一相对应的相关函数中的相关峰；确定相关峰所处的区域；以及根据所确定的区域来检测一个或多个所接收的接入突发中的一个。可以多次执行该步骤序列，即对应于能够被成功确定的相关函数中的相关峰的数目。例如，在相关函数包括三个可检测的相关峰的情况下，步骤序列可以被执行三次，从而引起检测到与相关峰相对应的三个接入突发。
每个区域对应于匹配相关前导和传输前导所需的特定时移(timeshift)。例如，前导序列集可以包含六个前导，以使得相关函数可以具有六个区域。在RACH中接收到所有六个传输前导的情况下，每个区域中将会有一个相关峰。换句话说，如果在随机接入信道中接收到若干接入突发，则只要始发移动设备已经利用了前导集的不同前导序列，就会检测到位于不同区域中的若干相关峰。
该方法可以进一步包括以下步骤：确定相关峰相对于相关峰所处的区域的边界(border)的峰位移；以及根据峰位移来计算传播往返时间。例如，接近区域边界的峰表明始发移动设备接近基站或接近小区边界。
在本发明的一种模式中，该方法包括以下步骤：对所接收的信号执行傅立叶变换；以及提取对应于随机接入信道的频带。可以提取对应于其他信道(例如信令信道或业务信道)的其他频带。
根据本发明的另一方面，一种计算机程序产品，其包括用于当计算机程序产品被执行于一个或多个计算设备(例如在诸如UMTS或LTE网络中的节点B之类的无线电基站中的检测器)上时执行在此所描述的方法中的任一方法的步骤的程序代码部分。计算机程序产品可以被存储在计算机可读的记录介质上，例如在计算设备或可拆卸(removable)CD-ROM或DVD中的或者与之相关联的永久或可重写存储器永久。另外或者可替换地，可以提供计算机程序产品以用于下载到计算设备，例如通过诸如因特网之类的网络或诸如电话线之类的通信线路进行下载。
根据本发明的另一方面，提出了一种用于在随机接入信道中检测一个或多个接入突发的检测器，其中每个接入突发包括传输前导，所述传输前导是包括前导符号序列的前导集的成员，其中能够通过循环移位基本前导序列来获得前导符号序列。所述检测器包括：接收组件，适于在随机接入信道中接收一个或多个均包括其传输前导的接入突发；相关组件，适于确定相关信息，所述相关信息指示单个相关前导与一个或多个所接收的传输前导中的每一个之间的相关性，其中相关前导是前导集中的任何成员；和检测组件，适于根据相关信息来检测一个或多个接入突发。检测器中的相关组件可适于将相关前导和一个或多个传输前导作为周期性信号来对待。
根据另一方面，提出了一种适于执行随机接入过程的无线电基站，其包括根据本发明上述方面的检测器。在本发明的一个变体中，无线电基站包括两个或更多检测器，其中所述检测器是针对不同的前导集而配置的。
附图简述
下文中，将针对附图中所图示的示例性实施例来进一步描述本发明，其中：
图1是通信系统的实施例的示意图；
图2是示意性地图示出用于在RACH中检测接入突发的检测器的实施例的功能框图；
图3是示意性地图示出检测器的另一实施例的功能框图；
图4是示意性地图示出用于检测随机接入信道中的一个或多个接入突发的方法的实施例的步骤的流程图；
图5是RACH的时频映射的示意图；
图6是接入突发格式的示意图；
图7是具有循环移位的前导序列的前导集的示意图；
图8是前导集的前导序列互相关的示意图；以及
图9是由传播往返时间延迟所引起的相关峰的位移的示意图。
优选实施例的详细描述
在下文的描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了特定细节，例如特定传输方案、特定通信节点和设备等，以便提供对本发明的全面理解。对于本领域内的技术人员而言很明显的是，可以在脱离于这些特定细节的其他实施例中实践本发明。例如，本领域内的技术人员将会意识到，可以用非正交传输方案代替下文中所讨论的实例来实现本发明，下文中所讨论的实例是基于正交传输方案的。可以在其中执行了随机接入过程的任何无线网络中实践本发明。这还可以包括无线局域网(例如示例性HIPERLAN网络)，其与蜂窝电信系统或电信无线电网络成对比。
本领域内的技术人员还会意识到，可以通过使用单独硬件电路、结合经编程的微处理器或通用计算机而使用软件功能、使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实施下文中所解释的功能。本领域内的技术人员还会意识到，当本发明被描述为方法时，其也可以体现在计算机处理器和耦合至处理器的存储器中，其中当处理器执行所述方法时，以一个或多个执行在此所公开的方法的程序对存储器进行编码。
图1示意性地图示出通信系统100的实施例，其包括多个移动设备102、104、106以及无线电基站108。移动设备和基站可以通过无线电接口110相互交换数据。无线电基站108可属于移动网络(未示出)，例如属于UMTS LTE网络。无线电基站108因而可被称为节点B。
为了建立语音或数据呼叫，例如移动设备102必须接入基站108。为使设备102与基站108为无线电接口110所提供的传输方案同步，必须执行随机接入过程。随机接入过程包括图1中由箭头112示意性指示的接入突发的传输。在无线电基站108处通过天线114将接入突发作为无线电信号的一部分来接收。无线电信号还可以包括来自于其他移动设备104、106以及基站108所服务的网络小区内和周围的更多移动设备(未示出)的传输突发。例如，设备104、106中的一个或两个也可以在无线电接口110的RACH中传送接入突发。
中间级组件116将所接收的无线电信号分发至基站108的各种其他组件，并且可能提供其他功能，例如无线电信号的(预)滤波。特别地，信号可以被分发至检测器118，所述检测器118特别适于在通过无线电接口110所提供的随机接入信道中检测一个或多个接入突发。检测器118可以向基站108的其他组件(未示出)提供其检测结果，以触发对移动设备102-106中的一个或多个设备的响应，其中一个或多个检测到的接入突发发自所述移动设备102-106。
检测器118适于同时检测RACH中的多个接入突发，下文中将对其进行更为详细的描述。特别地，检测器118可以利用特定前导集的相关前导，所述前导集的前导可以被移动设备102-106包括在所传送的接入突发中。
可以为无线电接口110提供多于一个的前导集。在图1中所示出的实例中，移动设备102-106可以利用第二前导集的前导。用于随机接入过程的特定前导可以由移动设备随机选择。可替换地，例如可以在制造该设备时实施将被用于接入请求的特定前导。基站108可以包括第二检测器120，所述第二检测器120适于利用第二前导集的前导来检测接入突发。天线114所接收的完整的RACH无线电信号可以被分发至第一检测器118和第二检测器120这二者。
图2示意性地图示出检测器200的实施例的功能构造块，检测器220适于检测随机接入信道中的一个或多个接入突发。检测器200可以是图1的检测器118或120的实施。
检测器200包括接收组件202，所述接收组件适于在随机接入信道中接收一个或多个均包括其传输前导的接入突发。每个接入突发可以包括传输前导，所述传输前导是包括前导符号序列的前导集的成员，其中能够通过循环移位基本前导序列来获得所述前导符号序列。接收机202可以接收完整的信号，因为其是在包括一定频率范围和信道范围的基站的天线处被接收的，或者其可以接收经滤波的信号，所述经滤波的信号仅包括RACH。另外或可替换地，接收机202可以包括其自身的滤波器，例如用于从所接收的信号中过滤随机接入信道的频率范围的带通滤波器。
检测器200还可以包括相关组件204，其适于确定相关信息，所述相关信息指示单个相关前导与一个或多个所接收的传输前导中的每一个之间的相关性，其中相关前导是前导集中的任何成员。通过转发自组件202的随机接入信号进行触发，相关组件可以访问存储装置206，其中相关前导被存储。存储装置206可位于检测器200的外部或内部。外部存储装置306可以属于检测器200被实施于其中的基站。存储装置206可以存储多个相关前导，其中为每个可被利用的前导集存储一个相关前导。例如，可以通过基站的控制组件(未示出)向相关组件204指示将利用哪个相关前导。
相关组件204可适于将相关前导和包括在所接收的随机接入信道信号中的一个或多个传输前导作为周期性信号对待。例如，相关组件可以使这些信号循环相关。循环相关可以在频域中执行。所产生的相关信息包括关于相关前导与包括在所接收的随机接入信道信号中的一个或多个传输前导(如果有的话)之间的相关性的指示。
快速傅立叶变换(FFT)技术可用于相关过程。例如，相关组件204可以访问预编译的FFT和逆FFT程序，这些程序优选地以预编译格式存储在存储装置组件208内，以用于对所接收的信号进行变换并对相关性结果进行逆变换。共轭复相关前导可以被以经傅立叶变换的表示的形式存储在存储装置组件206中。经傅立叶变换的所接收的信号与相关前导之间的相关性此后仅需要一些乘法和加法运算。
检测器200还包含检测组件210，其适于根据相关信息来检测包括在所接收的无线电信号中的一个或多个接入突发(如果有的话)。为此，检测组件210分析转发自相关组件204的相关信息。例如，检测组件210可以确定相关函数中的相关峰，并且可以分析这些峰以确定在所接收的信号中的一个或多个接入突发的出现。检测组件210可以向检测器和/或基站的其他组件提供其检测结果(一个或多个)。例如，检测器200可以对所接收的信号执行其他操作，例如分析所检测到的接入突发(一个或多个)以用于识别始发移动设备(一个或多个)。
图3图示出检测器300的另一实施例，其可以是图1中的检测器118或120的实施。所接收的无线电信号被提供至FFT组件304，所述FFT组件304通过应用傅立叶变换而将所接收的信号变换至频域中。在组件306中，从经频率变换的所接收的信号中提取RACH的频率范围。此后，所产生的经变换的RACH信号与频域中的频率响应Hpreamble(f)相乘。Hpreamble表示经傅立叶变换的共轭的复相关前导。频域中的该乘法对应于时域中的循环相关。
相关结果(即相关信息)此后通过IFFT(傅立叶逆变换)组件310变换回时域。IFFT组件310的输出是周期性相关函数，其表示与信道响应进行循环卷积的RACH相关信号。最后，检测组件312通过分析相关信息来检测所接收的RACH信号中的前导序列。
因而，参考图2和图3所描述的检测器实施例计算周期相关性，而不是对所接收的RACH信号在时域中应用匹配滤波器组并计算非周期相关性。
图4示意性地图示出用于在随机接入信道中检测一个或多个接入突发的方法400的实施例。每个接入突发包括传输前导，其中传输前导是包括前导符号序列的前导集的成员，其中能够通过循环移位基本前导序列来获得所述前导符号序列。
在步骤402中，该方法起始于在随机接入信道中接收一个或多个接入突发，其中每个接入突发包括其传输前导。在步骤404，确定相关信息，其指示单个相关前导与一个或多个所接收的传输前导中的每一个之间的相关性。相关前导是前导集中的任何成员。在步骤406，根据在步骤404中所确定的相关信息来检测一个或多个接入突发。该方法结束于步骤408，其中向检测器或无线基站的其他组件提供检测结果。
图5是物理随机接入信道(PRACH)的时频映射500的实施例的示意性图示。时间和频率分别为横轴和纵轴。时隙502均具有持续时间TRACH＝0.5ms(毫秒)。持续时间10ms的无线电传输帧因而包含时隙(副帧)0-19。在另一实施例中，每个时隙可以具有持续时间TRACH＝1.0ms。于是持续时间10ms的无线电传输帧将包括时隙0-9。可以为大的小区扩展时隙持续时间TRACH。在每个传输帧中，PRACH 504被分配以时隙0(附图标记506)。也可分配任意其他时隙。
PRACH可以占据无线电接口上可用的整个带宽BW，图5中示出的方案应用于此。尽管如此，在实施例500中，被分配给RACH的带宽BWRACH仅为可用带宽的一部分。对PRACH应用跳频，以使得在后续的传输帧中向PRACH分配不同的频率范围。RACH与其他信道(例如业务信道)中的数据传输正交。
图5中所示出的传输方案可以通过基站通知给移动设备，例如通过在广播信道中将有关信息传送到基站所服务的小区中。
图6图示出接入突发600的结构，其可以由图5中示出的RACH中的移动设备来传送。接入突发600包含前导序列602。接入突发的其他部分(未示出)可以表示与始发移动设备的标识、移动设备所请求的连接类型等有关的数据。
因为传送接入突发600的移动设备在时间上与上行链路不同步，所以接入突发以未知的传播延迟到达基站。因此，需要长度为TGp的保护时段(GP)以避免接入突发与后续时隙中的其他突发重叠。作为例子，保护时段GP的时间间隔可以为TGP＝100μs(微秒)，以使得接入突发的长度为400μs。在可替换的实施例中，其中TRACH＝1.0ms，接入突发的长度可为900μs。具有TGP＝100μs的保护时段GP产生约为15公里的最大允许小区半径。能够以最大100μs的延迟在基站处接收前导(例如长度为800μs)。
循环前缀也可以与前导602一起包括在接入突发中。例如，前导602可以是符号S0-...-S7的序列，则循环前缀可以包括复制自前导的尾部并可追加至前导的前部的符号S5、S6、S7。可替换地，前导602可不具有追加的循环前缀，但是基站可以复制所接收的可能包含前导序列的信号部分，并可将所复制的部分添加至前导的前部。以这种方式，前导可以被周期性扩展。
图7示意性地图示出基于6个不同分段(segment)S10-S15的前导集700。每个分段包含多个符号；例如，一个分段可以包括1个符号、10个符号或任意其他数目的符号。每分段的符号数目可大于10个符号。在一个实施例中，例如，每个分段可以包括300个符号。假设每个分段包含一个符号，附图标记S10-S15中的每一个都表示一个符号。
前导集700中的序列长度是单个分段长度的6倍。因此，总共能够形成6个不同的前导，其中所有序列都被相互地循环移位。这样的小数量的前导足以使多个设备能够同时在小区中执行随机接入过程。移动设备可以从前导集中随机选择序列之一或者可以使用例如已预设的固定传输前导。在一些实施例中，可以提供多个前导集以供移动设备使用，而不是仅提供一个前导集。该设备此后可以选择前导集之一并从所选择的前导集中选择一个特定的前导来作为传输前导。
可通过(任意)定义基本序列来构造图7中所示的前导集700，所述基本序列与图7中的位移索引I＝0相关联。可以选择基本序列以使得其具有良好的或者甚至是基本理想的周期性自相关属性。通常，前导集中的前导需要具有允许至少以期望的置信度检测相关峰的周期性(自)相关属性。
于是可以通过对形成基本前导序列的符号进行循环移位来构造前导集的其他前导。通过顺时针循环移位基本前导序列中的符号来构造位移索引I＝1的前导序列，其中(在此实施例中)位移等于一个分段。可以类似地构造其他前导序列。因此，假设一个分段包括一个符号，循环位移等于一个符号。在每个分段包括十个符号的实施例中，位移等于十个符号。
通常，最小循环位移可以被定义为等于或大于对应于小区中的最大允许传播延迟加上信道的延迟扩展的(循环)位移量。最小位移可以等于一个、二个或更多将被从一个序列位移至前导集中的下一个序列的符号。可以通过从基本前导序列开始、循环移位该最小位移的整数倍，来构造前导序列。这确保了能够避免由传播往返时间和信道扩展所引起的前导检测中的不确定性，这将在下面变得很清楚。
图8图示出用“相关性功率”与前导集中的前导序列和理想情况下的基本前导序列之间的时间的关系来表示的周期性互相关函数(CCF)，其中前导序列具有理想的周期性自相关属性(即自相关为原点处的狄拉克函数)。此外，忽略所有信道影响。
例如位移索引I＝0、1、5的经循环移位的前导序列与基本前导序列之间的周期性CCF可产生如图8中所指示的相关函数。特别地，位移索引I＝0的相关函数是基本前导序列的自相关函数。在相关性功率-时间图中，相同前导集中的不同前导序列与基本前导序列之间的互相关在时域中表现为经过移位，其中时间位移与位移索引I有关。这能够通过考虑不同索引I的前导序列在时域中周期性扩展而得以理解。通过将具有特定索引的序列移位位移量的整数倍，于是该具有特定索引的序列能够与基本前导序列匹配。此位移对应于图8中的相关函数802和804所指示的时间延迟。
图9示意性地图示出包括分段S0-S5的前导序列900的实施例，每个分段包含一个或多个符号。假设在诸如图2、3的检测器之类的检测器中，传输前导900与作为包括前导900的集合中的基本前导的相关前导相关。传输前导与相关前导之间的循环位移是最小位移的2倍，即位移索引I＝2。此外，忽略信道中延迟扩展的影响，并假设前导900(或潜在前导集中的任何前导)包含图8中所示的理想的周期性自相关属性。
图9中示出了两种情况a)和b)。在情况a)中，假设传送前导900的移动设备接近基站，其中检测器位于基站中。于是往返延迟较小，并且相关峰902位于接近其内边界的I＝2的区域内。与之对照，在情况b)中，假设用户设备接近小区边界。因此往返延迟较大，并且相关峰904接近相对的小区边界。
在对应于循环位移加上移动设备与基站之间的传播往返时间的量的时刻，所计算的相关性将具有其最大相关峰。这是以下问题的原因：前导集中的前导序列优选地可彼此相对移位至少最小位移，所述最小位移至少等于小区中的最大传播往返时间加上信道扩展。否则，在传输前导具有不同位移索引和不同往返时间延迟干扰下，会产生不确定性。
区域内的相关峰的位置因而可以被用于确定往返时间。这能够通过测量相关峰位于其内的区域的内边界与相关峰的位置之间的时间延迟来完成。此外，因为具有不同位移索引的前导的相关峰位于周期性CCF的不同区域内，所以前导集的多个传输前导引起相关函数的多个相关峰。因而，能够执行对具有不同循环位移的多个前导的同时检测。换句话说，利用单个相关前导的单个检测器足以检测多个接入突发。
因而，本说明书中所提出的技术允许利用单个检测器同时检测多个传输前导。因为检测是仅基于单个相关前导的，所以检测器可以具有相对简单的结构。此外，可以通过使用允许快速且资源高效的计算的FFT技术来完成计算用于检测接入突发(一个或多个)的相关信息。
所提出的技术还允许，在检测到接入突发的前导之后，以简单的方式确定传播往返时间。所提出的技术还允许在无线电基站中安排两个或更多检测器，其中每个检测器利用不同的前导集。以这种方式，能够很容易增加可用传输前导的数目。
尽管已针对其优选实施例描述了本发明，但是应该理解，本公开仅用于说明目的。因而，本发明仅由所附权利要求的范围来限定。
Claims (30)
1.一种用于在随机接入信道(110、504)中检测多个接入突发的方法，其中每个接入突发(600)包括传输前导(602、900)，所述传输前导是包括前导符号(S10-S15)序列的前导集(700)的成员，其中通过循环移位基本前导序列来获得前导符号序列，
所述方法包括以下步骤：
-在随机接入信道中接收(402)包括作为传输前导的前导集的不同成员的多个接入突发；
-确定(404)相关信息(802、804、902、904)，所述相关信息指示单个相关前导与所接收的多个不同传输前导中的每一个之间的相关性，其中所述相关前导是前导集的成员；以及
-通过分析使用所述单个相关前导所确定的相关信息来同时检测(406)多个接入突发。
2.根据权利要求1所述的方法，其中为确定相关信息，相关前导和多个传输前导被作为周期性信号对待。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定相关信息的步骤包括使相关前导与多个传输前导循环相关(308)。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在频域中执行循环相关。
5.根据权利要求4所述的方法，其中使用傅立叶变换技术(304、310)来执行循环相关。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括步骤：根据相关信息来为多个所接收的传输前导中的至少一个确定传播往返时间。
7.根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其中前导集的序列是彼此的循环移位版本，其被移位至少最小位移，所述最小位移对应于用于传输前导的预定最大时间延迟，所述最大时间延迟取决于信道传播属性。
8.根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其中用于前导序列的每个前导符号(S10-S15、S0-S5)就每个前导序列(700、900)而言仅被使用一次。
9.根据前述权利要求1-5中任一项所述的方法，其中相关信息包括相关函数，所述相关函数指示在时间维中相关前导与多个传输前导之间的相关性(802、804、902、904)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中确定相关信息的步骤进一步包括将相关函数细分为区域，其中每个区域关联于前导集中的一个成员与相关前导之间的相关性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定相关信息的步骤进一步包括：
-确定与多个传输前导之一相对应的相关函数中的相关峰；
-确定相关峰所处的区域；以及
-根据所确定的区域，检测多个所接收的接入突发中的一个。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：
-确定相关峰相对于相关峰所处的区域的边界的峰位移；以及
-根据所述峰位移来计算传播往返时间。
13.根据权利要求5所述的方法，包括以下步骤：
-对所接收的信号执行傅立叶变换(304)；以及
-提取(306)与随机接入信道相对应的频带。
14.一种用于在随机接入信道(110、504)中检测多个接入突发的产品，其中每个接入突发(600)包括传输前导(602、900)，所述传输前导是包括前导符号(S10-S15)序列的前导集(700)的成员，其中通过循环移位基本前导序列来获得前导符号序列，
所述产品包括：
-用于在随机接入信道中接收(402)包括作为传输前导的前导集的不同成员的多个接入突发的单元；
-用于确定(404)相关信息(802、804、902、904)的单元，所述相关信息指示单个相关前导与所接收的多个不同传输前导中的每一个之间的相关性，其中所述相关前导是前导集的成员；以及
-用于通过分析使用所述单个相关前导所确定的相关信息来同时检测(406)多个接入突发的单元。
15.根据权利要求14所述的产品，其中为确定相关信息，相关前导和多个传输前导被作为周期性信号对待。
16.根据权利要求15所述的产品，其中用于确定相关信息的单元包括用于使相关前导与多个传输前导循环相关(308)的单元。
17.根据权利要求16所述的产品，其中在频域中执行循环相关。
18.根据权利要求17所述的产品，其中使用傅立叶变换技术(304、310)来执行循环相关。
19.根据前述权利要求14-18中任一项所述的产品，包括：用于根据相关信息来为多个所接收的传输前导中的至少一个确定传播往返时间的单元。
20.根据前述权利要求14-18中任一项所述的产品，其中前导集的序列是彼此的循环移位版本，其被移位至少最小位移，所述最小位移对应于用于传输前导的预定最大时间延迟，所述最大时间延迟取决于信道传播属性。
21.根据前述权利要求14-18中任一项所述的产品，其中用于前导序列的每个前导符号(S10-S15、S0-S5)就每个前导序列(700、900)而言仅被使用一次。
22.根据前述权利要求14-18中任一项所述的产品，其中相关信息包括相关函数，所述相关函数指示在时间维中相关前导与多个传输前导之间的相关性(802、804、902、904)。
23.根据权利要求22所述的产品，其中用于确定相关信息的单元进一步包括用于将相关函数细分为区域的单元，其中每个区域关联于前导集中的一个成员与相关前导之间的相关性。
24.根据权利要求23所述的产品，其中用于确定相关信息的单元进一步包括：
-用于确定与多个传输前导之一相对应的相关函数中的相关峰的单元；
-用于确定相关峰所处的区域的单元；以及
-用于根据所确定的区域、检测多个所接收的接入突发中的一个的单元。
25.根据权利要求24所述的产品，进一步包括：
-用于确定相关峰相对于相关峰所处的区域的边界的峰位移的单元；以及
-用于根据所述峰位移来计算传播往返时间的单元。
26.根据权利要求18中任一项所述的产品，包括：
-用于对所接收的信号执行傅立叶变换(304)的单元；以及
-用于提取(306)与随机接入信道相对应的频带的单元。
27.一种用于在随机接入信道(110、504)中检测多个接入突发的检测器(118、120、200、300)，其中每个接入突发(600)包括传输前导(602、900)，所述传输前导是包括前导符号(S10-S15)序列的前导集(700)的成员，其中通过循环移位基本前导序列来获得前导符号序列，所述检测器包括：
-接收组件(202)，适于在随机接入信道中接收包括作为传输前导的前导集的不同成员的多个接入突发；
-相关组件(204；304-310)，适于确定相关信息，所述相关信息指示单个相关前导与所接收的多个不同传输前导中的每一个之间的相关性，其中相关前导是前导集的成员；以及
-检测组件(210、312)，适于通过分析使用所述单个相关前导所确定的相关信息来同时检测多个接入突发。
28.根据权利要求27所述的检测器，其中相关组件适于将相关前导和多个传输前导作为周期性信号(304、310)来对待。
29.一种适于执行随机接入过程的无线电基站(108)，包括根据权利要求27或28所述的检测器(118、120)。
30.根据权利要求29所述的无线电基站，包括两个或更多检测器(118，120)，其中每个检测器是针对不同前导集而配置的。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120208 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |