CN102387599A - 一种采用zc序列作为前导码的随机接入方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采用ZC序列作为前导码的随机接入方法，包括如下步骤：A、基站使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列0≤n≤N_ZC-1；B、基站根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；C、小区v的基站计算本小区的循环移位量

其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；D、小区v的基站将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；E、终端根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。本发明还提供了一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现装置及系统。

Description

一种采用ZC序列作为前导码的随机接入方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及无线信道的随机接入技术，尤其涉及一种采用ZC序列作为前导码的随机接入方法、装置及系统。

背景技术

随机接入信道(RACH，Radom Access Channel)是一种上行信道，在无线通信系统中有着非常重要的作用，用户设备(UE，User Equipment)通过随机接入信道接入系统。在随机接入的设计过程中，要尽量避免干扰，以获得较高的检测性能。

在长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中，RACH使用Zadoff-Chu(ZC)序列的循环移位序列作为前导码(Preamble)，这些循环移位序列又可以称为零相关区域(ZCZ，Zero Correlation Zone)。

对于使用ZC序列作为随机接入前导码的通信系统，如果留给随机接入的资源足够大，码字可以设计的足够长，那么检测时可以获得足够的扩频增益，检测信噪比可以很低，这样的话可以使用不同根参数生成根序列以作为不同小区可以使用的复用码字集。但在资源受限系统中，ZC序列的码字长度不可能设计的很长，这时它的扩频增益较小，检测信噪比比较大，如果使用不同根参数的ZC序列作为复用码字集，会导致各小区中的用户随机接入信道的干扰很大。

发明内容

本发明提供了一种采用ZC序列作为前导码的随机接入方法、装置及系统，可以在采用较短的前导码序列时也能避免同频干扰。

本发明实施例提出一种采用ZC序列作为前导码的随机接入方法，包括如下步骤：

A、基站使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；

B、基站根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；

C、小区v的基站计算本小区的循环移位量其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；

D、小区v的基站将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；

E、终端根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。

较佳地，所述步骤B包括：

B1、计算循环移位序列：x_u，v(n)＝x_u((n-C_v)modN_ZC)，其中，

B2、生成时域信号：

0≤k≤N_ZC-1，0≤n≤N_SEQ-1

其中，

0≤k≤N_ZC-1，0≤n≤N_ZC-1，N_SEQ是时域随机接入前导码的采样点数，β_PRACH为随机接入信道功率因子，

为资源映射偏移量，N_CP为循环前缀采样点数；

B3、在选定的时频资源上发送所述时域信号s(n)。

本发明实施例还提出一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现装置，该装置位于基站侧，包括：

ZC序列生成模块，用于使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列0≤n≤N_ZC-1；

位置参数选择模块，用于根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；

循环移位计算模块，用于计算本小区的循环移位量

其中为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；

下发模块，用于将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端。

本发明实施例还提出一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现系统，包括基站和位于基站小区内的终端，

所述基站用于使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；并根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；计算本小区的循环移位量

其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；以及将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；

所述终端用于根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。

从以上技术方案可以看出，采用根参数生成的ZC序列，并根据ZC序列生成循环移位量，终端根据循环移位量发起随机接入，该方案比较适用于采用较短的前导码序列的系统，可以有效避免同频干扰。当然，采用任何长度的前导序列都可以应用本发明提出的方案。在对随机接入承载量要求不高的系统中，本发明用途很广泛。

附图说明

图1为本发明实施例所提出的采用ZC序列作为前导码的随机接入方法的处理流程图；

图2为复用因子为3的拓扑结构下，小区的参数v的选择情况示意图；

图3为复用因子为4的拓扑结构下，小区的参数v的选择情况示意图。

具体实施方式

本发明实施例的方案是采用一条根序列的循环移位集作为复用码字集，结合网络拓扑结构提出了一种采用较短的前导码序列时也能避免同频干扰的随机接入方案。当然，采用任何长度的前导码序列都可以采用本发明提出的方案。而在相同小区中，在不同时间和频谱资源上预留多个随机接入资源以提高随机接入承载量。在对随机接入承载量要求不高的系统中，本发明用途很广泛。

本发明实施例所提出的采用ZC序列作为前导码的随机接入方法的处理流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤101：基站使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列：

$x_u\left(n\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πun}(n+1)}{N_{\mathrm{ZC}}}},0\≤n\≤N_{\mathrm{ZC}}-1$

其中字母j表示虚数单位。

步骤102：基站根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；

步骤103：小区v的基站计算本小区的循环移位量其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量，在系统设计的时候确定。

步骤104：小区v的基站将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；

步骤105：终端根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。

步骤102所述各小区对参数v的选择由网络拓扑结构决定，以下给出一种示例，包括如下子步骤：

子步骤102-1：计算循环移位序列：x_u，v(n)＝x_u((n-C_v)modN_ZC)

子步骤102-2：生成时域信号：

0≤k≤N_ZC-1，0≤n≤N_SEQ-1

其中，

0≤k≤N_ZC-1，0≤n≤N_ZC-1，N_SEQ是时域随机接入前导码的采样点数，在系统设计的时候确定。β_PRACH为随机接入信道功率因子，通过高层配置。

为资源映射偏移量，N_CP为循环前缀采样点数，在系统设计的时候确定。

步骤102-3：生成时域信号s(n)后，在选定的时频资源上发送，该时频资源位置通过高层配置。

其中参数v的选择要根据小区拓扑结构进行配置，首先以复用因子为3的拓扑结构为例说明。图2所示每个六边形表示一个小区，六边形中的数字即表示参数v的取值。在这种设计中可以设置N＝3，也可以设置N＞3但只使用3个循环移位序列。

若选择复用因子为4的拓扑结构，则参数v的分配如图3所示。

利用上述选择方法并按照上面的拓扑结构分配资源即可显著降低小区间干扰。该拓扑结构为码资源复用因子为4的拓扑结构，它比复用因子为3的拓扑结构更能有效地降低小区间干扰，因为使用相同码资源的小区之间的距离更远。例如令六边形边长为1，那么复用因子为3的拓扑结构中使用相同码资源的小区的最近距离是1，而在复用因子为4的拓扑结构中使用相同码资源的小区的最近距离是

选择复用因子更大的拓扑因子的设计方法与复用因子为3和复用因子为4的方案完全相同，复用因子更大的设计能提供更好的抑制同频干扰的能力，但同时也需要更长的前导码作为码资源。

本发明实施例还提出一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现装置，该装置位于基站侧，包括：

ZC序列生成模块，用于使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；

位置参数选择模块，用于根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；

循环移位计算模块，用于计算本小区的循环移位量其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；

下发模块，用于将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端。

本发明实施例还提出一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现系统，包括基站和位于基站小区内的终端，

所述基站用于使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；并根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；计算本小区的循环移位量

其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；以及将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；

所述终端用于根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种采用ZC序列作为前导码的随机接入方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、基站使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；

B、基站根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；

C、小区v的基站计算本小区的循环移位量

其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；

D、小区v的基站将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；

E、终端根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1、计算循环移位序列：x_u，v(n)＝x_u((n-C_v)mod N_ZC)，其中，

B2、生成时域信号：

0≤k≤N_ZC-1，0≤n≤N_SEQ-1

其中，

0≤k≤N_ZC-1，0≤n≤N_ZC-1，N_SEQ是时域随机接入前导码的采样点数，β_PRACH为随机接入信道功率因子，

为资源映射偏移量，N_CP为循环前缀采样点数；

B3、在选定的时频资源上发送所述时域信号s(n)。

3.一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现装置，其特征在于，该装置位于基站侧，包括：

ZC序列生成模块，用于使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；

位置参数选择模块，用于根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；

循环移位计算模块，用于计算本小区的循环移位量其中

为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；

下发模块，用于将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端。

4.一种采用ZC序列作为前导码的随机接入的实现系统，包括基站和位于基站小区内的终端，其特征在于，

所述基站用于使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列

0≤n≤N_ZC-1；并根据小区的位置选择参数v，0≤v≤N-1，相邻小区的参数v不等，其中N为循环移位序列的个数；计算本小区的循环移位量其中为循环移位的起始位置，N_CS为循环移位间隔量；以及将本小区的循环移位量下发给本小区中的终端；

所述终端用于根据所收到的循环移位量设置自身的作为随机接入前导的ZC序列的起始位置后，发起随机接入。

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