CN101686560A - 一种随机接入信道频域位置配置方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随机接入信道(PRACH)频域位置配置方法，包括：确定待发送的随机接入信道前导码(PRACH preamble)格式；根据所述确定的PRACH preamble格式在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置。本发明同时公开了一种PRACH频域位置配置装置。应用本发明所述的方法和装置，能够提高系统资源利用率和保证系统的上行峰值速率，并且不会对物理上行共享信道(PUSCH)中的数据跳频或资源调度产生不利影响，同时能够保证不会降低系统的探测带宽。

Description

一种随机接入信道频域位置配置方法和装置

技术领域

本发明涉及宽带无线通信技术，特别涉及一种宽带无线通信系统中的随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)的频域位置配置方法和装置。

背景技术

在当前的长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中，由于其上行信道为单载波信道，因此，PRACH的频域位置会影响到系统的上行峰值速率。所以，在配置PRACH的频域位置时，需要考虑PRACH与其它物理信道，如物理上行控制信道(PUCCH，Physical Uplink Control Channel)以及物理上行共享信道(PUSCH，Physical Uplink Shared Channel)等的兼容问题。

在介绍具体的PRACH频域位置配置方式之前，首先介绍一下LTE系统中定义的两种帧结构，即帧结构1和帧结构2。其中，帧结构1用于频分双工(FDD，Frequency Division Dual)模式，帧结构2用于时分双工(TDD，Time DivisionDual)模式。

图1为现有LTE系统中的帧结构1的组成示意图。如图1所示，整个无线帧的时间长度为10ms，每个无线帧中包括10个子帧，每个子帧的时间长度为1ms；而每个子帧内又分别包括两个时隙，每个时隙的时间长度为0.5ms。

图2为现有LTE系统中的帧结构2的组成示意图。如图2所示，整个无线帧的时间长度为10ms，每个无线帧中包括两个时间长度为5ms的半帧；每个半帧中又包括5个子帧，每个子帧的时间长度为1ms；每个半帧中的第二个子帧为包括特殊时隙的子帧，即如图2所示的三个特殊时隙：下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)和上行导频时隙(UpPTS)。其它每个子帧中分别包括两个时间长度为0.5ms的时隙。

对于FDD模式，一个子帧内至多只允许存在一个PRACH，而对于TDD模式，根据PRACH发送密度的需求，一个子帧内允许同时存在多个PRACH，并且各PRACH的相对关系已经固定。但目前的标准中只规定了PRACH的频域数目配置，即一个子帧内可以有多少个PRACH，并没有定义出具体的PRACH频域位置，即物理频带位置，所以，现有技术中通常需要采用以下几种方式来确定PRACH的频域位置：

1、预定义方式

该方式中，将PRACH的频域位置配置在系统频带的下边带处，紧邻PUCCH。虽然每个小区中的PUCCH占用的系统带宽(频带数目或频带资源)是随时间变化的，但每个小区中的PUCCH可能占用的最大系统带宽是可知的，所以，可以将PRACH配置为紧邻所述PUCCH可能占用的最大系统带宽，这样处理的好处是可以避免PRACH与PUCCH发生资源冲突。

图3为该方式对应的PRACH频域位置配置方式示意图。如图3所示，其中斜线填充的黑色区域代表PUCCH(在系统频带两侧对称分布，其中的每一小格代表一个时隙)，白色区域代表PUSCH，竖直线填充的黑色区域代表PRACH；虚线标注的位置即代表PUCCH可能占用的最大系统带宽。可以看出，将PRACH配置在了紧邻PUCCH可能占用的最大系统带宽的位置。

2、明确信令指示方式

利用7比特(bits)信令来明确指示PRACH的频域位置。由于LTE系统中的最大系统带宽为20M(包括100个物理资源块PBR)，因此，7bits信令已经能够指示出任何一个频域位置，即物理资源位置。在该方式中，可根据需要灵活配置PRACH，使其位于系统频带的任一位置。

图4为该方式对应的PRACH频域位置配置方式示意图。如图(a)和(b)所示，其中斜线填充的黑色区域代表PUCCH，白色区域代表PUSCH，竖直线填充的区域代表PRACH。PRACH可位于系统频带中的任一位置，如图(a)和(b)所示的中间位置。图(a)和图(b)的区别仅在于PRACH上所承载的随机接入信道前导码(PRACH preamble)格式不同。

3、将PRACH配置于PUCCH格式(format)2与PUCCH format 1之间：

PUCCH具体包括两种格式，即PUCCH format 2以及PUCCH format 1。其中，PUCCH format 2占用的系统带宽是固定的，而PUCCH format 1占用的系统带宽是随时间可变的。该方式中，可将PRACH紧邻PUCCH format 2配置，由于PUCCH format 2的位置是固定的，所以PRACH的位置也就是固定的。

图5为该方式对应的PRACH频域位置配置方式示意图。如图5所示，其中斜线填充的黑色区域代表PUCCH format 2，格子填充的区域代表PUCCH format 1，竖直线填充的区域代表PUCCH format 2和PUCCH format1的混合区，白色区域代表PUSCH，小黑点填充的黑色区域代表PRACH。可以看出，PRACH位于PUCCH format 2与PUCCH format 1之间。

上述三种方式虽然都能够实现对PRACH的频域位置配置，但是上述三种方式在实际应用中均存在一定的问题，比如：

对于方式1，由于PUCCH所占用的系统带宽是随时间可变的，因此，当PUCCH占用的系统带宽小于可能占用的最大系统带宽时，PRACH就会将PUSCH分割为多块从而形成资源碎片(如图3所示的位于PRACH与PUCCH之间的白色区域)。而由于LTE系统的上行信道为单载波信道，因此资源碎片通常难以被基站和UE利用，所以，资源碎片的形成就会降低系统资源的利用率，并在一定程度上影响上行峰值速率的提高。

对于方式2，当PRACH配置于系统频带的中间区域时，PRACH将会分割PUSCH，从而会对PUSCH中的数据跳频或资源调度产生不利影响。而且，这种配置方式不但不会给系统性能带来很大的提升，反而会因为引入了7bits的指示信令而增加系统的信令开销。

对于方式3，虽然能够避免产生资源碎片，但PUCCH format 1能否被探测是由系统来配置的，如果其被配置为不允许探测，同时一个子帧内又存在多个PRACH的话，则会由于PUCCH不能被探测从而导致PRACH同样不能被探测，进而导致系统的探测带宽大大降低，影响系统的资源调度性能。

可见，现有PRACH频域位置配置方式均存在不同程度的缺陷，所以均不是解决问题的理想方式。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种随机接入信道频域位置配置方法，能够提高系统资源利用率和保证系统的上行峰值速率，并且不会对PUSCH中的数据跳频或资源调度产生不利影响，同时能够保证不会降低系统探测带宽。

本发明的另一目的在于提供一种随机接入信道频域位置配置装置，能够提高系统资源利用率和保证系统的上行峰值速率，并且不会对PUSCH中的数据跳频或资源调度产生不利影响，同时能够保证不会降低系统探测带宽。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种随机接入信道PRACH频域位置配置方法，该方法包括：

确定待发送的随机接入信道前导码PRACH preamble格式；

根据确定出的PRACH preamble格式在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置。

其中，所述PRACH preamble格式包括：格式format 0、format 1、format 2、format 3，以及format 4。

较佳地，所述根据确定出的PRACH preamble格式在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置包括：

当确定出的PRACH preamble格式为format 0时，将所述PRACH的频域位置配置为紧邻子帧中的物理上行控制信道PUCCH；

当确定出的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时，确定所述PRACH preamble持续时间内的各子帧所占用的最大PUCCH系统带宽，将所述PRACH配置在紧邻所述最大PUCCH系统带宽的频域位置；或者，将所述PRACH的频域位置配置在PUCCH format 2与PUCCH format 1之间；

当确定出的PRACH preamble格式为format 4时，任意配置所述PRACH的频域位置。

较佳地，所述任意配置所述PRACH的频域位置包括：将所述PRACH的频域位置配置在系统频带边缘处。

一种随机接入信道PRACH频域位置配置装置，包括：

确定单元，用于确定待发送的随机接入信道前导码PRACH preamble格式，并将确定结果通知给配置单元；

所述配置单元，用于接收所述确定结果，并根据所述确定结果在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置。

其中，所述PRACH preamble格式包括：格式format 0、format 1、format 2、format 3，以及format 4；所述配置单元包括：

接收子单元，用于接收来自所述确定单元的确定结果；

配置子单元，用于当确定出的PRACH preamble格式为format 0时，将所述PRACH的频域位置配置为紧邻子帧中的物理上行控制信道PUCCH；当确定出的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时，确定所述PRACH preamble持续时间内的各子帧所占用的最大PUCCH系统带宽，将所述PRACH配置在紧邻所述最大PUCCH系统带宽的频域位置，或者，将所述PRACH的频域位置配置在PUCCH format 2与PUCCH format 1之间；当确定出的PRACH preamble格式为format 4时，任意配置所述PRACH的频域位置。

较佳地，当确定出的PRACH preamble格式为format 4时，所述配置子单元任意配置所述PRACH的频域位置为：将所述PRACH的频域位置配置在系统频带的边缘处。

可见，采用本发明的技术方案，根据不同的PRACH preamble格式，分别按照不同的方式进行PRACH的频域位置配置，从而较大程度上避免了资源碎片的产生，提高了系统资源利用率和保证了系统的上行峰值速率；并且，能够保证所配置的PRACH频域位置位于系统边带处，从而不会对PUSCH中的数据跳频或资源调度产生不利影响；再有，避免了由于一个子帧内存在多个PRACH而导致的系统探测带宽下降的不利影响。

附图说明

图1为现有LTE系统中的帧结构1的组成示意图。

图2为现有LTE系统中的帧结构2的组成示意图。

图3～5为现有三种PRACH频域位置配置方式示意图。

图6为本发明方法实施例的流程图。

图7为本发明实施例中的PRACH频域位置配置方式示意图。

图8为本发明装置实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

为解决现有技术中存在的问题，本发明中提出一种全新的PRACH频域配置方案，针对不同的PRACH preamble格式，分别按照不同的方式进行PRACH的频域位置配置。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。

图6为本发明方法实施例的流程图。如图6所示，包括以下步骤：

步骤601：确定待发送的PRACH preamble格式。

在现有的LTE系统中，共定义了五种PRACH preamble格式(format)，分别为：format 0、format 1、format 2、format 3，以及format 4，彼此间的区别在于所对应的参数的取值不同，其中和本发明相关的参数为时间参数，即PRACHpreamble的持续时间。

对于PRACH preamble format 0，其持续时间为1ms，结合图1和图2可以看出，该持续时间等同于一个子帧的时间长度；PRACH preamble format 1和PRACH preamble format 2的持续时间为2ms；PRACH preamble format 3的持续时间为3ms；而PRACH preamble format 4的持续时间约为157.3us。其中，PRACH preamble format 0～3在TDD和FDD两种模式下的子帧中均可进行传输，而PRACH preamble format 4只适用于TDD模式，且只能在图2所示的UpPTS中传输。

具体如何确定待发送的PRACH preamble格式为本领域公知，不再赘述。

步骤602：根据所确定的PRACH preamble格式在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置。

在LTE系统中，每个子帧中的PUCCH所占用的系统带宽是可知的：UE可以通过系统信息中给出的PUCCH基准资源大小，结合系统中上下行子帧的配置、混合自动重传(HARQ)进程中的时隙关系，以及当前子帧的编号等信息计算出当前子帧中PUCCH占用的系统带宽。

所以本实施例中，针对不同的PRACH preamble格式，可结合所述已知的PUCCH所占用的系统带宽信息，分别按照不同的方式进行PRACH的频域位置配置。具体配置方式如下：

当所确定的PRACH preamble格式为format 0时，依据之前的介绍可知，PRACH preamble的持续时间为1ms，即只占用一个子帧，这种情况下，可以将PRACH的频域位置配置为紧邻子帧中的PUCCH。另外，现有LTE系统中规定，可使用n_PRBoffset ^RA来表示第一个可用于PRACH传输的物理资源块索引，那么对应到本实施例中，如果用N_PUCCH ^RB(n_subframe)来表示PUCCH所占用的子帧的系统带宽，则有 $n_{\mathrm{PRBoffset}}^{\mathrm{RA}}=N_{\mathrm{PUCCH}}^{\mathrm{RB}}\left(n_{\mathrm{subframe}}\right).$

当所确定的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时，PRACH preamble的持续时间将为2ms或3ms，即占用2个或3个子帧。这种情况下，需要首先确定这2个或3个子帧所占用的最大PUCCH系统带宽，由于每个子帧占用的PUCCH系统带宽都是已知的，所以可以很容易地确定出其中的最大值；然后，将PRACH配置在紧邻所述最大PUCCH系统带宽的频域位置。相应地，如果用N_PUCCH ^RB(n_subframe1)、N_PUCCH ^RB(n_subframe2)和N_PUCCH ^RB(n_subframe3)分别表示PRACH preamble所占用的几个子帧(假设为3个)的系统带宽，则有 $n_{\mathrm{PRBoffset}}^{\mathrm{RA}}=\mathrm{MAX}(N_{\mathrm{PUCCH}}^{\mathrm{RB}}\left(n_{\mathrm{subframe}1}\right),N_{\mathrm{PUCCh}}^{\mathrm{RB}}\left(n_{\mathrm{subframe}2}\right),N_{\mathrm{PUCCH}}^{\mathrm{RB}}\left(n_{\mathrm{subframe}3}\right)).$

下面结合附图，对上述“当所确定的PRACH preamble格式为format 0时”以及“当所确定的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时”这两种情况作进一步地说明：

如图7所示，图7为本发明实施例中的PRACH频域位置配置方式示意图。其中，斜线填充的黑色区域代表PUCCH，白色区域代表PUSCH，竖直线填充的黑色区域代表PRACH。如果按照从左到右的顺序，将图(a)和(b)中所示的四个子帧分别编号为子帧1、子帧2、子帧3和子帧4，那么可以看出，子帧1和2即对应“当所确定的PRACH preamble格式为format 0时”这种情况，此时，PRACH的频域位置配置为紧邻PUCCH；而子帧3和4则对应“当所确定的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时”这种情况，具体来说，是对应“格式为format 1或format 2”的情况，即PRACH preamble占用两个子帧，此时，将PRACH配置在紧邻最大PUCCH系统带宽的频域位置。

需要说明的是，在实际应用中，当所确定的PRACH preamble格式为format1、format 2或format 3时，也可按照图5所示现有方式，对PRACH的频域位置进行配置，即将PRACH配置于PUCCH format 2与PUCCH format 1之间。这种方式能够避免产生资源碎片，虽然可能会造成系统探测带宽的下降，但这就要看实际应用中看重的是哪一点，如果看重是否会产生资源碎片，那么这种方式也是一种较好的PRACH频域位置配置方式。

另外，当所确定的PRACH preamble格式为format 4时，由于该格式只适用于TDD模式，且只在图2所示的UpPTS中传输，而UpPTS中不存在PUCCH信道，所以，可任意配置PRACH的频域位置，但通常情况下，推荐将PRACH的频域位置配置在系统频带的边缘处(系统边带处)，即有

以避免对PUSCH造成分割。

基于上述方法，图8为本发明装置实施例的组成结构示意图。如图8所示，该装置包括：

确定单元81，用于确定待发送的PRACH preamble格式，并将确定结果通知给配置单元82；

配置单元82，用于接收确定结果，并根据该确定结果在PRACH preamble所占用的子帧中配置PRACH的频域位置。

其中，所述PRACH preamble格式包括：格式format 0、format 1、format 2、format 3，以及format 4。

此外，配置单元82中还可具体包括：

接收子单元821，用于接收来自确定单元81的确定结果；

配置子单元822，用于当确定出的PRACH preamble格式为format 0时，将PRACH的频域位置配置为紧邻子帧中的PUCCH；当确定出的PRACHpreamble格式为format 1、format 2或format 3时，确定PRACH preamble持续时间内的各子帧所占用的最大PUCCH系统带宽，将PRACH配置在紧邻所述最大PUCCH系统带宽的频域位置，或者，将PRACH的频域位置配置在PUCCHformat 2与PUCCH format 1之间；当确定出的PRACH preamble格式为format4时，任意配置PRACH的频域位置。

其中，当确定出的PRACH preamble格式为format 4时，配置子单元822任意配置PRACH的频域位置的方式可以是：将PRACH的频域位置配置于系统频带的边缘处，以避免对PUSCH造成分割。

图8所示装置的具体工作流程请参照图6所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。

总之，采用本发明的技术方案，根据不同的PRACH preamble格式，分别按照不同的方式进行PRACH的频域位置配置，从而较大程度上避免了资源碎片的产生，提高了系统资源利用率和保证了系统的上行峰值速率；并且，能够保证所配置的PRACH频域位置位于系统边带处，从而不会对PUSCH中的数据跳频或资源调度产生不利影响；再有，避免了由于一个子帧内存在多个PRACH而导致的系统探测带宽下降的不利影响。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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保护范围之内。

Claims (7)

1、一种随机接入信道PRACH频域位置配置方法，其特征在于，该方法包括：

确定待发送的随机接入信道前导码PRACH preamble格式；

根据确定出的PRACH preamble格式在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PRACH preamble格式包括：格式format 0、format 1、format 2、format 3，以及format 4。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据确定出的PRACHpreamble格式在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置包括：

当确定出的PRACH preamble格式为format 0时，将所述PRACH的频域位置配置为紧邻子帧中的物理上行控制信道PUCCH；

当确定出的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时，确定所述PRACH preamble持续时间内的各子帧所占用的最大PUCCH系统带宽，将所述PRACH配置在紧邻所述最大PUCCH系统带宽的频域位置；或者，将所述PRACH的频域位置配置在PUCCH format 2与PUCCH format 1之间；

当确定出的PRACH preamble格式为format 4时，任意配置所述PRACH的频域位置。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述任意配置所述PRACH的频域位置包括：

将所述PRACH的频域位置配置在系统频带的边缘处。

5、一种随机接入信道PRACH频域位置配置装置，其特征在于，该装置包括：

确定单元，用于确定待发送的随机接入信道前导码PRACH preamble格式，并将确定结果通知给配置单元；

所述配置单元，用于接收所述确定结果，并根据所述确定结果在所述PRACH preamble占用的子帧中配置PRACH的频域位置。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述PRACH preamble格式包括：格式format 0、format 1、format 2、format 3，以及format 4；所述配置单元包括：

接收子单元，用于接收来自所述确定单元的确定结果；

配置子单元，用于当确定出的PRACH preamble格式为format 0时，将所述PRACH的频域位置配置为紧邻子帧中的物理上行控制信道PUCCH；当确定出的PRACH preamble格式为format 1、format 2或format 3时，确定所述PRACH preamble持续时间内的各子帧所占用的最大PUCCH系统带宽，将所述PRACH配置在紧邻所述最大PUCCH系统带宽的频域位置，或者，将所述PRACH的频域位置配置在PUCCH format 2与PUCCH format 1之间；当确定出的PRACH preamble格式为format 4时，任意配置所述PRACH的频域位置。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述当确定出的PRACHpreamble格式为format 4时，所述配置子单元任意配置所述PRACH的频域位置为：将所述PRACH的频域位置配置在系统频带的边缘处。

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