CN101771649A - 一种传输物理随机接入信道的方法及网络侧设备 - Google Patents

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肖国军
潘学明
孙韶辉
索士强
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Abstract

本发明公开了一种传输物理随机接入信道的方法及网络侧设备，包括：根据序列长度固定配置或信令配置物理随机接入信道在时、频域上占用的位置；传输物理随机接入信道。使用本发明能够根据应用场景选择多种物理随机接入信道信道，在保证性能的同时，尽可能的降低开销，实现性能与效率的均衡。

Description

一种传输物理随机接入信道的方法及网络侧设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种传输物理随机接入信道的方法及网络侧设备。
背景技术
RACH(RACH Random Access Channel，随机接入信道)用于上行数据的随机接入，保证UE(User Equipment，用户设备)迅速接入系统，同时完成上行同步。目前，LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中的PRACH(PhysicalRandom Access Channel，物理随机接入信道)信道设计如下：
图1为物理随机接入信道的序列结构示意图，如图所示，PRACH包括：CP(Cyclic preamble，循环前缀)、GT(Guard time，保护间隔)、Preamble(前缀)三部分，其中，LTE中一共有的5种随机接入preamble的格式如下：
 Preambleformat   NZC   TCP   TPRE   TGT
 0   839 3168×Ts(～100us)   24576×Ts(12symbols，800us) 2976×Ts
 1   839 21024×Ts(～684us)   24576×Ts(12symbols，800us) 15840×Ts
 2   839 6240×Ts(～200us)   2×24576×Ts(24symbols，2x800us) 6048×Ts
 3   839 21024×Ts(～684us)   2×24576×Ts(24symbols，2x800us) 21984×Ts
 4(TDD only)   139 448×Ts(～14.6us)   4096×Ts(2symbols，133.33us)   614×Ts(假设最大time
 Preambleformat   NZC   TCP   TPRE   TGT
  advanced时间为20us)
图2为PRACH preamble生成方法示意图，PRACH在频域上占用6个RB(Radio Bearer，无线承载)，即72个子载波的宽度(1.08MHz)。图中以Zadoff-Chu序列为例进行说明，则具体的信号生成方式如图所示：
一个长度为839的Zadoff-Chu序列先经过FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶变换)，再经IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅立叶逆变换)后得到RACH symbol，符号长度为800us，经过CP&GT生成时域长度＝1ms、频域带宽＝1.25x839＝1048.75kHz的PRACH preamble。
在FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)情况下，每个Subframe中最多传送一个PRACH，即没有频分。PRACH的时间密度、频率位置、可用序列等以系统信息的形式在系统内广播。
图3为随机接入信道的时、频域位置示意图，PRACH的时间密度、频率位置、可用序列等以系统信息的形式在系统内广播。在FDD情况下，每个Subframe中最多传送一个PRACH，即没有频分。TDD(Time Division Duplex，时分双工)情况下，允许一个Subframe中存在多个频分的PRACH。图3所示的便是一种可能的PRACH配置，图中阴影部分即为PRACH。
图4为普通子帧上PRACH频域位置示意图，图5为UpPTS上PRACH频域位置示意图，在TDD中，format 0～4的PRACH都可能需要在频域上进行频分，同一时刻发送多个PRACH。图4、图5分别给出了TDD下一种可能的普通子帧上PRACH频域位置，以及一种可能的UpPTS(Uplink Pilot Time slot，上行导频时隙)上PRACH频域位置。
从上述介绍可知，LTE TDD支持5种RACH格式，从长为133.33us preamble的format 4的到1600us长preamble的format2，3。而FDD仅支持其中4种，最短的RACH preamble是800us，需要最少占用1ms时长来传输一个PRACH信道。即现有技术的不足在于：目前还没有引入短RACH的格式。
发明内容
本发明提供一种传输物理随机接入信道的方法及网络侧设备，用以解决现有技术中还没有引入短RACH格式的问题。
本发明实施例中提供了一种物理随机接入信道PRACH的传输方法，包括如下步骤：
根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号；
配置PRACH在频域上占用的物理资源块PRB；
传输PRACH。
本发明实施例中还提供了一种网络侧设备，包括：
时域配置模块，用于根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号；
频域配置模块，用于配置PRACH在频域上占用的物理资源块PRB；
传输模块，用于传输PRACH。
本发明有益效果如下：
使用本发明实施例，在设计PRACH时，能够根据应用场景选择多种PRACH信道，在保证性能的同时，尽可能的降低开销，实现性能与效率的均衡。
附图说明
图1为背景技术中物理随机接入信道的序列结构示意图；
图2为背景技术中PRACH preamble生成方法示意图；
图3为背景技术中随机接入信道的时、频域位置示意图；
图4为背景技术中普通子帧上PRACH频域位置示意图；
图5为背景技术中UpPTS上PRACH频域位置示意图；
图6为本发明实施例中PRACH的传输方法实施流程示意图；
图7为本发明实施例中PRACH在子帧中的时频位置示意图；
图8为本发明实施例中一个无线帧中PRACH的一种配置示意图；
图9为本发明实施例中在一个子帧中存在多个PRACH在FDM下的配置示意图；
图10为本发明实施例中在一个子帧中存在多个PRACH在TDM下的配置示意图；
图11为本发明实施例4中PRACH信道与其他信道(PUSCH，PUCCH)复用示意图；
图12为本发明实施例5中PRACH信道与其他信道(PUSCH，PUCCH)复用示意图；
图13为本发明实施例中传输PRACH的网络侧设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。
图6为PRACH的传输方法实施流程示意图，如图所示，传输时可以包括如下步骤：
步骤601、根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号；
步骤602、配置PRACH在频域上占用的PRB(physical resource block，物理资源块)；
步骤603、传输PRACH。
实施中，在步骤601根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号包括：
根据序列长度配置PRACH占用每子帧的前N个符号或后N个符号传输，其中，N根据序列长度确定。
或者，配置PRACH在时域上占用指定的OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplex，正交频分复用)符号位置，其位置为任意的连续N个OFDM符号位置，其中N根据PRACH序列长度确定。
实施中，在步骤602配置PRACH在频域上占用的PRB时，可以配置PRACH在频域上占用任意连续的6个PRB。
进一步的，配置PRACH在时域上或频域上占用的位置时，基站还可以将用于指示PRACH在时域、频域上占用的位置的信令传输给用户终端。
FDD的短RACH参数可以采用目前LTE format 4的参数，时间上占用2个OFDM符号，频域上占用6PRB。也可以为FDD设计其他短RACH格式，时间上占用的符号数根据序列长度可以不同，例如占用3个OFDM符号或其他值。下面再以三个实施例来进行说明具体的配置方式。
实施例一
图7为PRACH在子帧中的时频位置示意图，如图所示，短RACH(深色的部分)在时间上配置为一个UL(UL Up-Link，上行链路)子帧的某固定位置，例如仅占用一个子帧的前2个符号(2个符号仅用以示例，也可能为其他值)，频域可以配置在任意的连续的6个PRB上。每个子帧最多存在一个PRACH信道。
图8为一个无线帧中PRACH的一种配置示意图，其中，图7强调是PRACH在一个子帧中的位置，而图8是如果一个无线帧配置多个PRACH，选择某些子帧配置；选择一个子帧，在这个子帧上配置多个PRACH则如下所述的图9所示。
实施中，PRACH的信道时频位置和密度配置可以复用现有FDD配置。
实施例二
图9为在一个子帧中存在多个PRACH在FDM(Frequency DivisionMutiplexing，频分复用)下的配置示意图，图一个子帧存在3个短RACH信道，图中用不同的线形进行了标注，则如图所示，短RACH在时间上配置为一个子帧的某固定位置，例如仅占用一个子帧的前2个符号，频域可以配置在任意的连续的6个PRB上。每个子帧存在多个PRACH信道。
实施例三
图10为在一个子帧中存在多个PRACH在TDM(Time DivisionMultiplexing，时分复用)下的配置示意图，图一个子帧存在3个短RACH信道，图中用不同的线形进行了标注，则如图所示，短RACH在时间上占用2个符号，时间上可以配置任意的2个符号上，频域可以配置在任意的连续的6个PRB上。实施中，配置从偶数符号开始。
与实施例一、二比较，本实施例中需要额外引入一个信令指示PRACH信道的具体时域起点，即占用的OFDM符号。
同样的，PRACH的信道频域位置和密度配置可以复用现有FDD配置。
步骤603的传输PRACH时，可以将多个PRACH信道时分复用，具体可以是将多个PRACH信道占用相同的频域位置，不同的时域OFDM符号；
或者是将多个PRACH信道频分复用，具体可以是将多个PRACH信道占用相同的时域位置，不同的频域PRB位置。
进一步的，可以与业务信道进行复用传输，并且在复用传输时，将数据映射到除PRACH所占PRB之外的PRB；或，在指定子帧传输PRACH，并且PRACH与PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行链路共享信道)TDM后在时域上不重叠。具体的：
在传输PRACH的传输位置为独占时，传输PRACH可以包括：
在配置传输PRACH信道的指定子帧中，业务信道进行传输时，将数据映射到除PRACH所占PRB之外的PRB上，使PRACH与PUSCH FDM后在频域上不重叠；
或者，在配置传输PRACH信道的指定子帧中，将数据映射到除PRACH所占OFDM符号之外的OFDM符号上，使PRACH与PUSCH TDM后在时域上不重叠。
实施例4
图11为PRACH信道与其他信道(PUSCH，PUCCH)复用示意图，对于一个PRB，除了PRACH占用符号外，其他资源都可用于传输上行数据。因为对于每个UE来说，PRACH的配置是知道的，所以，可以在传输数据时不映射到相应的PRACH位置，即将数据映射到打掉部分符号的PRB上。图中PUSCH为物理上行链路共享信道(Physical Uplink Shared Channel)。
实施例5
图12为PRACH信道与其他信道(PUSCH，PUCCH)复用示意图，对于某个配置发送短RACH的子帧，短RACH与PUSCH TDM，时域不重叠。如图所示，前2(或其他值，例如3)个符号中，没有用于短RACH的部分，不传数据。图中所示PUCCH为物理上行控制信道(physical uplink controlchannel)、PUSCH为物理上行共享信道(Physical uplink shared channel)。
本实施例中，可以配置在某些子帧上传输短RACH，则前2个符号固定预留出来给短RACH使用，使用方法与UpPTS一致。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种传输PRACH的网络侧设备，由于该设备解决问题的原理与PRACH的传输方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不在赘述。
图13为传输PRACH的网络侧设备结构示意图，如图所示，网络侧设备中可以包括：
时域配置模块1301，用于根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号；
频域配置模块1302，用于配置PRACH在频域上占用的物理资源块PRB；
传输模块1303，用于传输PRACH。
实施中，时域配置模块可以进一步用于在根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号时，根据序列长度配置PRACH占用每子帧的前N个符号或后N个符号传输，其中，N根据序列长度确定。
时域配置模块还可以进一步用于在根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号时，配置PRACH在时域上占用指定的OFDM符号位置，其位置为任意的连续N个OFDM符号位置，其中N根据PRACH序列长度确定。
频域配置模块可以进一步用于配置PRACH在频域上占用任意连续的6个PRB。
实施中，网络侧设备可以进一步包括：发送模块，用于配置PRACH在时域上或频域上占用的位置时，将用于指示PRACH在时域、频域上占用的位置的信令发送至用户终端。
实施中，传输模块可以进一步用于在每个子帧中存在多于一个PRACH信道时，使多个PRACH信道占用相同的频域位置，不同的时域OFDM符号；或者，使多个PRACH信道占用相同的时域位置，不同的频域PRB位置。
传输模块还可以进一步用于在传输PRACH的传输位置为独占时，在配置传输PRACH信道的指定子帧中，业务信道进行传输时，将数据映射到除PRACH所占PRB之外的PRB上，使PRACH与PUSCH FDM后在频域上不重叠；或者，在配置传输PRACH信道的指定子帧中，将数据映射到除PRACH所占OFDM符号之外的OFDM符号上，使PRACH与PUSCH TDM后在时域上不重叠。
由上述实施例可知，对于选定的preamble序列类型，RACH信道的preamble序列长度决定RACH信道的检测性能。更长的preamble会获得更好的检测性能。所以，对于大覆盖的宏小区，需要配置长preamble的RACH格式，而对于小覆盖的微小区，配置较短的preamble RACH格式即可以保证性能。显然，短RACH占用资源比较少，传输效率更高。所以本发明实施例中，在设计PRACH时，根据应用场景选择多种PRACH信道，在保证性能的同时，尽可能的降低开销，实现性能与效率的均衡。
进一步的，对于将来的LTE-A系统，因为CoMP(Coodinated multiplepoints，协作多点)等技术的引入，FDD系统的很多应用场景是微小区。所以对于FDD系统有必要也引入短RACH的格式。通过本发明实施例中提供的方案便可将短RACH引入FDD，并以采用preamble format 4为例，给出传输配置的具体方案。本方法实施例同样适用于TDD系统，能够对现有短RACH配置进行扩展。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种物理随机接入信道PRACH的传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号；
配置PRACH在频域上占用的物理资源块PRB；
传输PRACH。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号，包括：
根据序列长度配置PRACH占用每子帧的前N个符号或后N个符号，其中，N根据序列长度确定。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号，包括：
配置PRACH在时域上占用指定的正交频分复用OFDM符号位置，其位置为任意的连续N个OFDM符号位置，其中N根据PRACH序列长度确定。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，配置PRACH在频域上占用的PRB，包括：
配置PRACH在频域上占用任意连续的6个PRB。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，配置PRACH在时域上或频域上占用的位置时，还包括：基站将用于指示PRACH在时域、频域上占用的位置的信令传输给用户终端。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每个子帧中存在多于一个PRACH信道时：
多个PRACH信道占用相同的频域位置，不同的时域OFDM符号；
或者，
多个PRACH信道占用相同的时域位置，不同的频域PRB位置。
7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，传输PRACH的传输位置为独占时，所述传输PRACH包括：
在配置传输PRACH信道的指定子帧中，业务信道进行传输时，将数据映射到除PRACH所占PRB之外的PRB上，使PRACH与物理上行链路共享信道PUSCH频分复用FDM后在频域上不重叠；
或者，在配置传输PRACH信道的指定子帧中，将数据映射到除PRACH所占OFDM符号之外的OFDM符号上，使PRACH与PUSCH时分复用TDM后在时域上不重叠。
8.一种网络侧设备，其特征在于，包括：
时域配置模块，用于根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号；
频域配置模块，用于配置PRACH在频域上占用的PRB；
传输模块，用于传输PRACH。
9.如权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，所述时域配置模块进一步用于在根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号时，根据序列长度配置PRACH占用每子帧的前N个符号或后N个符号，其中，N根据序列长度确定。
10.如权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，所述时域配置模块进一步用于在根据序列长度配置PRACH在时域上占用的符号时，配置PRACH在时域上占用指定的OFDM符号位置，其位置为任意的连续N个OFDM符号位置，其中N根据PRACH序列长度确定。
11.如权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，所述频域配置模块进一步用于配置PRACH在频域上占用任意连续的6个PRB。
12.如权利要求10或11所述的网络侧设备，其特征在于，进一步包括：发送模块，用于配置PRACH在时域上或频域上占用的位置时，将用于指示PRACH在时域、频域上占用的位置的信令发送至用户终端。
13.如权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，所述传输模块进一步用于在每个子帧中存在多于一个PRACH信道时，使多个PRACH信道占用相同的频域位置，不同的时域OFDM符号；或者，使多个PRACH信道占用相同的时域位置，不同的频域PRB位置。
14.如权利要求8至13任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述传输模块进一步用于在传输PRACH的传输位置为独占时，在配置传输PRACH信道的指定子帧中，业务信道进行传输时，将数据映射到除PRACH所占PRB之外的PRB上，使PRACH与PUSCH FDM后在频域上不重叠；或者，在配置传输PRACH信道的指定子帧中，将数据映射到除PRACH所占OFDM符号之外的OFDM符号上，使PRACH与PUSCH TDM后在时域上不重叠。
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