CN102790972A - 一种基于zc序列生成资源请求信道的空中信号的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于ZC序列生成资源请求信道的空中信号的方法，该方法采用小区间时分，小区内用户码分的方式，每个小区的信号生成过程包括对ZC序列进行离散傅立叶变换(DFT)、补零、逆离散傅立叶变换(IDFT)并循环移位Ncp个采样点，得到功率归一化的SR基本序列S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]；计算基带发送序列循环偏移量C_v；以及根据SR基本序列S_u(n)以及循环偏移量C_v生成资源请求信道的基带发送序列。本发明还提供了一种用户设备及基站。本发明方案可以有效减小同频小区间同步干扰。

Description

一种基于ZC序列生成资源请求信道的空中信号的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种基于ZC序列生成资源请求信道的空中信号的方法及装置。

背景技术

时分双工(TDD)移动通信系统，要求收发端具备比较严格的上行同步和下行同步。一般通过小区搜索，用户设备(UE)可获得下行同步。上行同步要求同一时隙内来自各个UE的信号到达基站(eNodeB)的时间都同步在一个基准时钟信号(CP)之内。由于各个UE到eNodeB的距离不等，同时UE也有可能处于运动状态，到达基站的时间也在不断变化，于是通过上行同步信道建立上行同步，是保证正常通信的前提。

通常上行同步的操作可以采取如下方式进行：UE发射上行同步信号(通常为伪随机序列，ZC序列，以及其他正交序列)，基站侧用接收到的序列和其对应的本地参考序列做相关，观测相关峰值测量上行同步信号的到达时间，与基准参考时间比较，确定UE发射需要提前或者滞后的时间，然后通过下行命令，将需要调整的时间通知给UE，作为下一次发射时间的调整值。

在某些窄带系统中，由于ZC序列长度限制，不同的小区内的用户使用基本ZC序列的不同循环移位形成的正交码进行上行同步。在同频组网的窄带系统中，这种方式会引起相邻小区之间干扰的问题。假设有相邻的两个小区：小区A(Cell A)和小区B(Cell B)，分别使用训练码1和训练码2，小区半径均小于20km，往返时延(RTT)小于17个Ts(采样频率为128kHz下的采样点数)。如图1所示，小区A接收到本小区内的UE1发送的上行同步信号与本地ZC序列相关后，对应的信号能量峰值的区域为窗1，小区B接收到本小区内的UE2发送的上行同步信号与本地ZC序列相关后，对应的信号能量峰值的区域为窗2。但是由于小区间干扰，小区A中的UE1发送的上行同步信号有可能被小区B的基站接收到，小区A中的用户达到小区B的基站经过较大的延时(约17至34Ts)而且和小区B的本地序列相关，因而会在小区B的圆周相关器的窗口2生成干扰峰。

对于上述相邻小区之间干扰的问题，现有技术的解决方案如下：

在申请号为CN200610104146.6的中国专利《一种减少上行同步信道干扰的方法、系统与装置》中：测量上行同步时隙和上行常规时隙中的干扰信号的功率，动态分配上行同步信道的发送时隙和发送次数，避免在干扰强的时隙上分配上行同步信道。缺陷是需要对干扰强度进行精确快速估计，实现复杂度增高，而且增加了下行信令开销。

在申请号为CN200510090888.3的中国专利《一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法》中：利用统计的方式分析任何两个码组分配给相邻小区时，其互相关带来的检测错误，通过设定门限，对小区码资源进行规划，对相邻小区选择合适的可用码组。这种方法可以从一定程度上降低同频小区间干扰，但是由于实际应用中两个码字间并非理想的互相关，而且当邻小区数目增多时，可用码集合中码字之间的互相关性变得越不理想，邻小区之间的干扰问题仍不能得到很好的解决。

在欧洲专利EP2107749(A2)和申请号为CN200880118586.4的中国专利《序列发送方法》中，方法类似：根据ZC序列特性：两个码之间u/N_zc值相差越小，互相关性越高。对ZC序列进行分类选择，避免相邻小区使用u/N_zc值相差很小的序列组，从而减小小区之间的干扰。这种解决方案与上一篇专利类似，在解决同频小区同步干扰的问题上同样存在局限性。

总之，在减小同频小区间同步干扰的问题上，现有技术还未提出较为有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种基于ZC序列生成资源请求信道的空中信号的方法，并利用该信号进行上行同步控制，可以有效减小同频小区间同步干扰。

本发明实施例提出一种基于ZC序列生成资源请求信道的空中信号的方法，该方法采用小区间时分，小区内用户码分的方式，每个小区的信号生成过程包括如下步骤：

A、使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列；

B、对所述ZC序列进行离散傅立叶变换DFT，生成长度为N_ZC的频域信号序列X_u(k)；

C、在所述频域信号序列中补零，使得整个频域信号序列的长度增加至N_seq；

D、对所述频域信号序列进行逆离散傅立叶变换IDFT并循环移位Ncp个采样点，得到功率归一化的SR基本序列S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]；N_cp为循环前缀的长度；

E、根据媒体接入控制层提供的区分用户的前导索引v、固定移位

和零相关区长度N_{CS_t}，计算基带发送序列循环偏移量

F、根据SR基本序列S_u(n)以及循环偏移量C_v生成资源请求信道的基带发送序列。

较佳地，所述步骤A为：根据公式0≤n≤N_ZC-1生成长度为N_ZC的ZC序列。

较佳地，所述u＝11，N_ZC＝43。

较佳地，步骤B所述对所述ZC序列进行离散傅立叶变换DFT为：根据公式

0≤k≤N_ZC-1对所述ZC序列进行离散傅立叶变换。

较佳地，步骤C所述在所述频域信号序列中补零为：

根据公式

X(0：N_seq-1)＝[X_u((Nzc-1)/2)，…，X_u(Nzc-1)，0，0，…，X_u(0)，X_u(1)，…X_u((Nzc-1)/2-1)]在所述频域信号序列中补零。

较佳地，N_seq＝256。

较佳地，步骤F生成的基带发送序列为S_u，v(n)＝S_u(mod(n-C_v，N_seq))，n＝[0：N_SEQ+Ncp-1]。

较佳地，步骤F之后，该方法进一步包括：

G、基站接收空中信号，对接收到的信号去循环前缀、正交频分复用解调以及解映射处理，得到长度为N_ZC的频域接收序列Y_u，v(n)，0≤n≤N_ZC-1；H、将所述频域接收序列Y_u，v(n)与当前小区的频域母序列的共轭

点乘，并且做逆快速傅立叶变换(IFFT)运算，得到长度为N_seq时域信号r(n)；

I、根据开窗位置对r(n)进行峰值检测以及噪声测量；

J、比较峰值和噪声测量值的比值与预先设定的判决门限值的大小，从而判决有无资源请求信号接收，对于判决出有资源请求的情况，记录峰值位置，并计算峰值位置与期望的位置差；

K、根据峰值位置与期望的位置差，生成相应的时间提前量并下发给UE。

较佳地，步骤I所述噪声测量为：取r(n)中受信号能量泄露影响最小的M点进行噪声测量。

较佳地，M＝50。

较佳地，所述步骤K包括：

K1、在同步控制周期内，计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值；

K2、比较该均值与一半调整步长的大小，如果该均值小于一半调整步长，则生成指示UE的上行时间延迟一个调整步长的时间提前量；如果该均值大于一半调整步长，则生成指示UE的上行时间提前一个调整步长的时间提前量；对于其他情况，生成指示UE不进行调整的时间提前量；

K3、向UE下发所生成的时间提前量。

较佳地，步骤K1所述计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值为：在同步控制周期M_Loop内计算峰值位置与目标峰值位置的差值，去掉最大差值和最小差值，求其余M_Loop-2个差值的均值。

本发明实施例还提出一种用户设备，包括：

ZC序列生成模块，用于使用根参数u生成并输出长度为N_ZC的ZC序列；

DFT模块，用于对所述ZC序列生成模块所输出的ZC序列进行离散傅立叶变换DFT，输出长度为N_ZC的频域信号序列X_u(k)；

补零模块，用于在所述DFT模块输出的频域信号序列中补零，使得整个频域信号序列的长度增加至N_seq，并输出所述长度为N_seq的频域信号序列；

SR基本序列生成模块，用于对所述补零模块输出的长度为N_seq的频域信号序列进行逆离散傅立叶变换IDFT并循环移位，得到并输出功率归一化的SR基本序列S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]；

循环偏移量生成模块，用于根据媒体接入控制层提供的区分用户的前导索引v、固定移位

和零相关区长度N_{CS_t}，计算基带发送序列循环偏移量

基带发送序列生成模块，用于根据所述SR基本序列生成模块输出的SR基本序列S_u(n)以及所述循环偏移量生成模块计算的循环偏移量C_v生成资源请求信道的基带发送序列。

较佳地，所述ZC序列生成模块根据公式

0≤n≤N_ZC-1生成并输出长度为N_ZC的ZC序列。

较佳地，所述DFT模块根据公式0≤k≤N_ZC-1对所述ZC序列进行离散傅立叶变换。

较佳地，所述补零模块根据公式X(0：N_seq-1)＝[X_u((Nzc-1)/2)，…，X_u(Nzc-1)，0，0，…，X_u(0)，X_u(1)，…X_u((Nzc-1)/2-1)]在所述频域信号序列中补零。

较佳地，所述基带发送序列生成模块生成的基带发送序列为S_u，v(n)＝S_u(mod(n-C_v，N_seq))，n＝[0：N_SEQ+Ncp-1]

本发明实施例还提出一种基站，包括用于接收空中信号的接收模块，用于对所接收的空中信号进行去循环处理、正交频分复用解调以及解映射处理的信号处理模块，所述基站还包括：

IFFT模块，用于对所述信号处理模块输出的长度为N_ZC的频域接收序列Y_u，v(n)，0≤n≤N_ZC-1与当前小区的频域母序列的共轭

点乘，并且做逆快速傅立叶变换(IFFT)运算，得到并输出长度为N_seq时域信号r(n)；

峰值检测及噪声测量模块，用于根据开窗位置对对所述IFFT模块输出的时域信号r(n)进行峰值检测以及噪声测量，并输出检测到的峰值以及噪声测量结果；

判断模块，用于对所述峰值检测及噪声测量模块输出的峰值和噪声测量结果比值与预先设定的判决门限值的大小，从而判决有无资源请求信号接收，并输出判断结果；

时间提前量生成模块，用于当判断模块输出的判断结果为有资源请求的情况时，记录峰值检测及噪声测量模块输出的峰值位置，并计算峰值位置与期望的位置差；根据计算的峰值位置与期望的位置差，生成相应的时间提前量；

下发模块，用于将所述时间提前量生成模块所生成的时间提前量下发给用户设备。

较佳地，所述峰值检测及噪声测量模块取r(n)中受信号能量泄露影响最小的M点进行噪声测量。

较佳地，所述时间提前量生成模块包括：

差值计算单元，用于在同步控制周期内，计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值；

比较单元，用于比较差值计算单元所计算的均值与一半调整步长的大小，并输出判断结果；

生成单元，用于当所述判断结果为均值小于一半调整步长，则生成指示用户设备的上行时间延迟一个调整步长的时间提前量；当均值大于一半调整步长，则生成指示用户设备的上行时间提前一个调整步长的时间提前量；对于其他情况，生成指示用户设备不进行调整的时间提前量。

较佳地，所述差值计算单元在同步控制周期M_Loop内计算峰值位置与目标峰值位置的差值，去掉最大差值和最小差值，求其余M_Loop-2个差值的均值。

从以上技术方案可以看出，对同频组网系统采用了小区时分，小区内用户码分的资源分配方案。对于时分方案，即使不同的小区使用相同序列，但不同小区相关时域存在较大的时间间隔，可以更有效的防止同频小区间的相关干扰峰的出现，无需进行序列分类等复杂处理，实现简单。另外本发明还设计了两种上行同步方案，适用于不同的场景，确保上行同步性能具有较好的鲁棒性。本发明提出的方案高效地解决了多用户资源请求信道和上行同步的问题，尤其适用于应用于低速数据传输、不连续窄带频谱资源分配的专用网络中。

附图说明

图1为码分方案对相邻同频小区B存在的相关峰干扰的说明示意图；

图2为基于国电230频段的业务特点设定的帧结构示意图；

图3为本发明实施例的同频组网系统中多小区的资源请求空中信号格式示意图；

图4为小区内N(N＝8)用户码分的资源请求信道示意图；

图5为本发明实施例提出的资源请求信道的空中信号生成过程流程图；

图6为本发明实施例提出的基于上述资源请求信道的一种上行同步流程图。

具体实施方式

本发明提出一种基于ZC(Zadoff-Chu)序列生成资源请求信道的空中信号的方法，并且基站可用该序列估计用户的到达时间，通过下行信道通知用户进行相应的调整，从而完成上行同步。本发明并提供了相应的上行同步的解决方案。该空中信号的格式采用区分小区的时分方案，可支持多个同频小区基本无干扰的组网方式。对于时分方案，即使不同的小区使用相同序列，但不同小区相关时域存在较大的时间间隔，可以更有效的防止同频小区间的相关干扰峰的出现，无需进行序列分类等复杂处理，实现简单。另外本发明还设计了两种上行同步方案，适用于不同的场景，确保上行同步性能具有较好的鲁棒性。本发明提出的方案高效地解决了多用户资源请求信道和上行同步的问题，尤其适用于应用于低速数据传输、不连续窄带频谱资源分配的专用网络中。

为使本发明技术方案的特点及技术效果更加清楚，以下通过具体实施例对本发明进行进一步详细阐述。

对于某些专用频段，如223.025～235.000MHz频段是遥测、遥控、数据传输等业务使用的频段。该频段由多个零散分布的频带宽度为25kHz信道组成，且相邻频率已经被指配到其它行业使用，没有较宽的连续频谱资源。为了提供更多的服务功能，提高服务质量和数据速率，并控制终端成本，可以采用正交频分复用(OFDM)、同频组网等技术对原有系统进行改造。

以下实施例将以本发明方案在230MHz频段国家电网通信中(以下简称国电230频段)的应用为例进行说明，此实施例及其说明过程仅用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。对于其它帧结构，只需要空中信号格式像本实例一样采用小区时分的资源分配方式即可。

本发明实施例一提出一种了小区时分、小区内用户码分的资源请求的资源分配方案。

基于国电230频段的业务特点设定的帧结构如图2所示：总长度为25ms的无线帧上时分为图2所示5个子帧，其中字母D表示该子帧为下行子帧，字母U表示该子帧为上行子帧，字母S表示该子帧为特殊子帧。资源请求(ZC序列)占用特殊子帧的上行导频时隙(UpPTS)的时频资源。

为了减小如图1所示的同频小区间干扰，可以针对不同小区采用如图3所示的时分方案，其中带横条纹矩形块表示下行数据，空白矩形块表示上行数据，带网状条纹矩形块表示同步信号。如图3所示，把一个子带上连续的若干个(例如8个)无线帧看作一个整体，每个小区使用这若干个(例如8个)无线帧中的一个UpPTS时隙作为资源请求信号同时进行同步控制。这样通过时分的方式，不同小区相关时域存在较大的时间间隔，可以有效防止同频小区间的相关干扰峰的出现。

对于小区内的多用户，可以在小区所占用的UpPTS的时频资源上通过码分方式发送，即将基本ZC序列通过不同循环移位产生一系列前导(preamble)码，提供给不同用户码分使用。接收端根据循环移位的不同在不同窗检测，并且保留一定的区域进行噪声估计，如图4所示小区内N(N＝8)用户码分的资源请求信道。需要根据ZC序列长度选择合适的码分用户个数，防止用户的能量泄漏带来虚警和性能的下降。循环移位的大小与用户的收发时钟同步、用户的移动速度以及同步的时间间隔等因素相关，同时还要考虑多用户之间的能量泄漏的保护。

根据图4所示的资源请求信道的空中信号格式的每个小区的信号生成过程如图5所示，包括如下步骤：

步骤501：使用根参数u生成ZC序列。

本发明实施例中根据公式(1)生成ZC序列：

$x_{\mathrm{uz}}\left(n\right)=e^{-j\frac{\mathrm{\πun}(n+1)}{N_{\mathrm{zc}}},}$ 0≤n≤N_ZC-1，例如u＝11，N_ZC＝43                         (1)

为了控制终端的成本，同时也由于N_zc长度较小，对所有的小区，均采用同样的根参数u。

步骤502：根据公式(2)对所述ZC序列进行离散傅立叶变换(DFT)，生成长度为N_zc的频域信号序列。

$X_u\left(k\right)=\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{ZC}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}_u\left(n\right)\·e^{-j\frac{2\mathrm{\πnk}}{N_{\mathrm{ZC}}}},0\≤k\≤N_{\mathrm{ZC}}-1---\left(2\right)$

步骤503：在所述频域信号序列中补零，使得整个频域信号序列的长度增加至N_seq。

X(0：N_seq-1)＝[X_u((Nzc-1)/2)，…，X_u(Nzc-1)，0，0，…，X_u(0)，X_u(1)，…X_u((Nzc-1)/2-1)](3)

N_seq的值可以根据实际需要设置，例如N_seq＝256。

步骤504：对所述频域信号序列进行逆离散傅立叶变换(IDFT)并循环移位，得到功率归一化的SR基本序列：

S_u(n)＝circshift(idft(X(k))，N_cp)/(N_ZC/N_SEQ)          (4)

其中，idft()表示进行IDFT变换，circshift()表示循环移位，N_cp为循环前缀的长度，例如，N_cp＝16；

步骤505：根据媒体接入控制(MAC)层提供的区分用户的Preamble索引v(0≤v≤v₀)，以及固定移位

和零相关区长度N_{CS_t}计算基带发送序列循环偏移量：

较佳地，其中

N_{CS_t}＝24。

步骤506：根据SR基本序列以及循环偏移量生成资源请求信道的基带发送序列。

SR基本序列记为S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]，则基带发送序列为：

S_u，v(n)＝S_u(mod(n-C_v，N_seq))，n＝[0：N_SEQ+Ncp-1]。(5)

综合上面的描述，对同频组网系统采用了小区时分，小区内用户码分的资源请求信道的资源分配方案，以国电230频段8个小区，每个UpPTS时隙资源上8用户码分为例，每小区每40个无线帧共5×8＝40个检测窗口，即1s的时间内有40个资源请求可用的时域资源。

本发明实施例二提出基于上述资源请求信道的一种上行同步方案。接收端基站采用接收信号与本地参考信号相关的能量序列的峰值判决方案，详细流程如图6所示，包括如下步骤：

步骤601：对接收到的信号去循环前缀(CP)、正交频分复用(OFDM)解调以及解映射处理，得到长度为N_ZC的频域接收序列Y_u，v(n)，0≤n≤N_ZC-1。步骤602：将所述频域接收序列Y_u，v(n)与当前小区的频域母序列的共轭

点乘，并且做逆快速傅立叶变换(IFFT)运算，得到长度为N_seq时域信号r(n)：

$r\left(n\right)=\mathrm{ifft}(Y_{u,v}.*X_u^{*},N_{\mathrm{IFFT}}),1\≤n\≤N_{\mathrm{IFFT}},N_{\mathrm{IFFT}}=N_{\mathrm{seq}}---\left(6\right)$

步骤603：根据开窗位置对r(n)进行峰值检测以及噪声测量。

如图4所示，小区内共有8个用户，图中Wstart～Wend为第2个用户的检测窗。Ncs_r为峰值受小区半径影响的可能范围。采用受信号能量泄露影响最小的若干点。从图4可以看出，最后的M个点距离第1个窗开始位置为14个点，和第8个窗开结束位置也是14个点，因此影响最小最适合做噪声估计。M的取值可以根据实际需要而定，例如取M＝50。。并且可以利用以前的噪声估计的数据进行平滑，提高噪声估计的精度。

步骤604：比较峰值和噪声估计的比值与预先设定的判决门限值的大小，从而判决有无资源请求信号接收(如果所述比值大于判决门限，则接收到资源请求信号，否则没有接收到资源请求信号)。对于判决出有资源请求的情况，记录峰值位置，并计算峰值位置与期望的位置差。

判决门限按照Newman-Person准则，在一定的虚警率下(如：0.1％)进行设定。

步骤605：根据峰值位置与期望的位置差，生成相应的时间提前量并下发给UE。

本发明实施例采用如下两种可选的同步控制方式之一：

方式一、在同步控制周期(M_Loop)内，计算每次峰值位置与目标峰值位置(一般为1/3CP处)的差值的均值，比较该均值与一半调整步长(step/2)的大小。如果该均值小于step/2，则生成时间提前量(TA，Time Advance)，通过下行信道指示UE的上行时间延迟一个调整步长(step)时间。如果该均值大于step/2，则生成TA，通过下行信道指示UE的上行时间提前一个step时间；对于其他情况，下发TA通知UE不进行调整。

所述同步控制周期即接收到某用户的资源请求信道M_Loop次，调整一次用户的上行信道的发射时间。

方式二、在同步控制周期(M_Loop)内计算峰值位置与目标峰值位置的差值，去掉最大差值和最小差值，求其余(M_Loop-2)个差值的均值。其它步骤和方法一一致。

第二方案在某些特殊场景下有很好的抗突发干扰性能，如存在类似资源请求序列或同步序列的异系统干扰以及远处小区的资源请求序列或同步序列干扰的场景。因此建议，干扰和虚警较低时采用第一种方式；存在突发干扰和虚警较多时采用第二种方式。

本发明实施例还提出一种用户设备，包括：

ZC序列生成模块，用于使用根参数u生成并输出长度为N_ZC的ZC序列；

DFT模块，用于对所述ZC序列生成模块所输出的ZC序列进行离散傅立叶变换DFT，输出长度为N_ZC的频域信号序列X_u(k)；

补零模块，用于在所述DFT模块输出的频域信号序列中补零，使得整个频域信号序列的长度增加至N_seq，并输出所述长度为N_seq的频域信号序列；

SR基本序列生成模块，用于对所述补零模块输出的长度为N_seq的频域信号序列进行逆离散傅立叶变换IDFT并循环移位Ncp个采样点，得到并输出功率归一化的SR基本序列S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]；

循环偏移量生成模块，用于根据媒体接入控制层提供的区分用户的前导索引v、固定移位

和零相关区长度N_{CS_t}，计算基带发送序列循环偏移量

基带发送序列生成模块，用于根据所述SR基本序列生成模块输出的SR基本序列S_u(n)以及所述循环偏移量生成模块计算的循环偏移量C_v生成资源请求信道的基带发送序列。

较佳地，所述ZC序列生成模块根据公式

0≤n≤N_ZC-1生成并输出长度为N_ZC的ZC序列。

较佳地，所述DFT模块根据公式

0≤k≤N_ZC-1对所述ZC序列进行离散傅立叶变换。

较佳地，所述补零模块根据公式X(0：N_seq-1)＝[X_u((Nzc-1)/2)，…，X_u(Nzc-1)，0，0，…，X_u(0)，X_u(1)，…X_u((Nzc-1)/2-1)]在所述频域信号序列中补零。

较佳地，所述基带发送序列生成模块生成的基带发送序列为S_u，v(n)＝S_u(mod(n-C_v，N_seq))，n＝[0：N_SEQ+Ncp-1]

本发明实施例还提出一种基站，包括用于接收空中信号的接收模块，用于对所接收的空中信号进行去循环处理、正交频分复用解调以及解映射处理的信号处理模块，所述基站还包括：

IFFT模块，用于对所述信号处理模块输出的长度为N_ZC的频域接收序列Y_u，v(n)，0≤n≤N_ZC-1与当前小区的频域母序列的共轭

点乘，并且做逆快速傅立叶变换(IFFT)运算，得到并输出长度为N_seq时域信号r(n)；

峰值检测及噪声测量模块，用于根据开窗位置对对所述IFFT模块输出的时域信号r(n)进行峰值检测以及噪声测量，并输出检测到的峰值以及噪声测量结果；

判断模块，用于对所述峰值检测及噪声测量模块输出的峰值和噪声测量结果比值与预先设定的判决门限值的大小，从而判决有无资源请求信号接收，并输出判断结果；

时间提前量生成模块，用于当判断模块输出的判断结果为有资源请求的情况时，记录峰值检测及噪声测量模块输出的峰值位置，并计算峰值位置与期望的位置差；根据计算的峰值位置与期望的位置差，生成相应的时间提前量；

下发模块，用于将所述时间提前量生成模块所生成的时间提前量下发给用户设备。

较佳地，所述峰值检测及噪声测量模块取r(n)中受信号能量泄露影响最小的M点进行噪声测量。

较佳地，所述时间提前量生成模块包括：

差值计算单元，用于在同步控制周期内，计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值；

比较单元，用于比较差值计算单元所计算的均值与一半调整步长的大小，并输出判断结果；

生成单元，用于当所述判断结果为均值小于一半调整步长，则生成指示用户设备的上行时间延迟一个调整步长的时间提前量；当均值大于一半调整步长，则生成指示用户设备的上行时间提前一个调整步长的时间提前量；对于其他情况，生成指示用户设备不进行调整的时间提前量。

较佳地，所述差值计算单元在同步控制周期M_Loop内计算峰值位置与目标峰值位置的差值，去掉最大差值和最小差值，求其余M_Loop-2个差值的均值。

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 (21)

1.一种基于ZC序列生成资源请求信道的空中信号的方法，其特征在于，该方法采用小区间时分，小区内用户码分的方式，每个小区的信号生成过程包括如下步骤：

A、使用根参数u生成长度为N_ZC的ZC序列；

B、对所述ZC序列进行离散傅立叶变换DFT，生成长度为N_ZC的频域信号序列X_u(k)；

C、在所述频域信号序列中补零，使得整个频域信号序列的长度增加至N_seq；

D、对所述频域信号序列进行逆离散傅立叶变换IDFT并循环移位Ncp个采样点，得到功率归一化的SR基本序列S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]；N_cp为循环前缀的长度；

E、根据媒体接入控制层提供的区分用户的前导索引v、固定移位

和零相关区长度N_{CS_t}，计算基带发送序列循环偏移量

F、根据SR基本序列S_u(n)以及循环偏移量C_v生成资源请求信道的基带发送序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A为：根据公式

0≤n≤N_ZC-1生成长度为N_ZC的ZC序列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述u＝11，N_ZC＝43。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述对所述ZC序列进行离散傅立叶变换DFT为：根据公式0≤k≤N_ZC-1对所述ZC序列进行离散傅立叶变换。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤C所述在所述频域信号序列中补零为：

根据公式

X(0：N_seq-1)＝[X_u((Nzc-1)/2)，…，X_u(Nzc-1)，0，0，…，X_u(0)，X_u(1)，…X_u((Nzc-1)/2-1)]在所述频域信号序列中补零。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，N_seq＝256。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤F生成的基带发送序列为S_u，v(n)＝S_u(mod(n-C_v，N_seq))，n＝[0：N_SEQ+Ncp-1]。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，步骤F之后，该方法进一步包括：

G、基站接收空中信号，对接收到的信号去循环前缀、正交频分复用解调以及解映射处理，得到长度为N_ZC的频域接收序列Y_u，v(n)，0≤n≤N_ZC-1；H、将所述频域接收序列Y_u，v(n)与当前小区的频域母序列的共轭

点乘，并且做逆快速傅立叶变换(IFFT)运算，得到长度为N_seq时域信号r(n)；

I、根据开窗位置对r(n)进行峰值检测以及噪声测量；

J、比较峰值和噪声测量值的比值与预先设定的判决门限值的大小，从而判决有无资源请求信号接收，对于判决出有资源请求的情况，记录峰值位置，并计算峰值位置与期望的位置差；

K、根据峰值位置与期望的位置差，生成相应的时间提前量并下发给UE。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤I所述噪声测量为：取r(n)中受信号能量泄露影响最小的M点进行噪声测量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，M＝50。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤K包括：

K1、在同步控制周期内，计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值；

K2、比较该均值与一半调整步长的大小，如果该均值小于一半调整步长，则生成指示UE的上行时间延迟一个调整步长的时间提前量；如果该均值大于一半调整步长，则生成指示UE的上行时间提前一个调整步长的时间提前量；对于其他情况，生成指示UE不进行调整的时间提前量；

K3、向UE下发所生成的时间提前量。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤K1所述计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值为：在同步控制周期M_Loop内计算峰值位置与目标峰值位置的差值，去掉最大差值和最小差值，求其余M_Loop-2个差值的均值。

13.一种用户设备，其特征在于，包括：

ZC序列生成模块，用于使用根参数u生成并输出长度为N_ZC的ZC序列；

DFT模块，用于对所述ZC序列生成模块所输出的ZC序列进行离散傅立叶变换DFT，输出长度为N_ZC的频域信号序列X_u(k)；

补零模块，用于在所述DFT模块输出的频域信号序列中补零，使得整个频域信号序列的长度增加至N_seq，并输出所述长度为N_seq的频域信号序列；

SR基本序列生成模块，用于对所述补零模块输出的长度为N_seq的频域信号序列进行逆离散傅立叶变换IDFT并循环移位，得到并输出功率归一化的SR基本序列S_u(n)，n＝[0：N_SEQ-1]；

循环偏移量生成模块，用于根据媒体接入控制层提供的区分用户的前导索引v、固定移位和零相关区长度N_{CS_t}，计算基带发送序列循环偏移量

基带发送序列生成模块，用于根据所述SR基本序列生成模块输出的SR基本序列S_u(n)以及所述循环偏移量生成模块计算的循环偏移量C_v生成资源请求信道的基带发送序列。

14.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，所述ZC序列生成模块根据公式0≤n≤N_ZC-1生成并输出长度为N_ZC的ZC序列。

15.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，所述DFT模块根据公式0≤k≤N_ZC-1对所述ZC序列进行离散傅立叶变换。

16.根据权利要求15所述的用户设备，其特征在于，所述补零模块根据公式X(0：N_seq-1)＝[X_u((Nzc-1)/2)，…，X_u(Nzc-1)，0，0，…，X_u(0)，X_u(1)，…X_u((Nzc-1)/2-1)]在所述频域信号序列中补零。

17.根据权利要求13所述的用户设备，其特征在于，所述基带发送序列生成模块生成的基带发送序列为S_u，v(n)＝S_u(mod(n-C_v，N_seq))，n＝[0：N_SEQ+Ncp-1]。

18.一种基站，包括用于接收空中信号的接收模块，用于对所接收的空中信号进行去循环处理、正交频分复用解调以及解映射处理的信号处理模块，其特征在于，所述基站还包括：

IFFT模块，用于对所述信号处理模块输出的长度为N_ZC的频域接收序列Y_u，v(n)，0≤n≤N_ZC-1与当前小区的频域母序列的共轭

点乘，并且做逆快速傅立叶变换(IFFT)运算，得到并输出长度为N_seq时域信号r(n)；

峰值检测及噪声测量模块，用于根据开窗位置对对所述IFFT模块输出的时域信号r(n)进行峰值检测以及噪声测量，并输出检测到的峰值以及噪声测量结果；

判断模块，用于对所述峰值检测及噪声测量模块输出的峰值和噪声测量结果比值与预先设定的判决门限值的大小，从而判决有无资源请求信号接收，并输出判断结果；

时间提前量生成模块，用于当判断模块输出的判断结果为有资源请求的情况时，记录峰值检测及噪声测量模块输出的峰值位置，并计算峰值位置与期望的位置差；根据计算的峰值位置与期望的位置差，生成相应的时间提前量；

下发模块，用于将所述时间提前量生成模块所生成的时间提前量下发给用户设备。

19.根据权利要求18所述的基站，其特征在于，所述峰值检测及噪声测量模块取r(n)中受信号能量泄露影响最小的M点进行噪声测量。

20.根据权利要求18所述的基站，其特征在于，所述时间提前量生成模块包括：

差值计算单元，用于在同步控制周期内，计算每次峰值位置与目标峰值位置的差值的均值；

比较单元，用于比较差值计算单元所计算的均值与一半调整步长的大小，并输出判断结果；

生成单元，用于当所述判断结果为均值小于一半调整步长，则生成指示用户设备的上行时间延迟一个调整步长的时间提前量；当均值大于一半调整步长，则生成指示用户设备的上行时间提前一个调整步长的时间提前量；对于其他情况，生成指示用户设备不进行调整的时间提前量。

21.根据权利要求20所述的基站，其特征在于，所述差值计算单元在同步控制周期M_Loop内计算峰值位置与目标峰值位置的差值，去掉最大差值和最小差值，求其余M_Loop-2个差值的均值。

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