CN103857057B - 基于lte-tdd模式发送随机接入前导序列的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种用于基于LTE‑TDD模式发送随机接入前导序列的方法和设备。具体地，接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于eNB所对应小区的扩展相关信息；根据系统信息，利用LTE‑TDD模式所对应的UPPTS，向eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于扩展相关信息。与现有技术相比，本发明用户设备根据接收到的eNB发送的系统信息，利用LTE‑TDD模式所对应的UPPTS，向eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，实现了通过基于UPPTS提前发送随机接入前导序列，从而以一种简单方式实现小区覆盖范围的扩展，且未引入任何复杂运算及网络单元。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于基于LTE-TDD(Long TermEvolution-Time Division Duplex，长期演进-时分双工)模式发送随机接入前导序列的技术。
背景技术
为适应不同的小区覆盖范围要求，3GPP协议36.211规定了五种格式的PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)如下表1所示，Ts为系统采样周期，Ts＝1/30.72μs：
表1
其中，格式4是LTE-TDD所特有，格式4的前导序列在UPPTS(UplinkPilot TimeSlot，上行导频时隙)中传输。PRACH中的前导(Preamble)序列包含长度为TCP的CP(CyclePrefix，循环前缀)和长度为TSEQ的序列，从表1可看出，格式0占据一个子帧的长度，格式1和格式2占据两个连续子帧的长度，格式3占据3个连续子帧的长度，PRACH中的CP和前导序列并没有占满整个子帧的时间，剩余的部分即为GT(GuardTime，保护时间)，如图1所示，前导序列与PRACH时隙长度差为GT，用于对抗多径干扰的保护，以抵消传播时延。通常，较长的序列，能获得较好的覆盖范围，但较好的覆盖范围需要较长的CP和GT来抵消相应的往返延迟，即小区覆盖范围越大，传输时延越长，需要的GT越大。然而，对于以上几种类型的前导序列，CP和GT的长度由3GPP协议规定为定值，不会发生变化。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法与设备。
根据本发明的一个方面，提供了一种在用户设备端用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法，其中，该方法包括以下步骤：
-接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；
其中，该方法还包括：
b根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在eNB端用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法，其中，该方法包括以下步骤：
A获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；
B向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；
其中，该方法还包括：
-接收所述用户设备发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备，其中，该用户设备包括：
接收装置，用于接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；
其中，该用户设备还包括：
前导发送装置，用于根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的eNB基站，其中，该eNB基站包括：
获取装置，用于获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；
发送装置，用于向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；
其中，该eNB基站还包括：
前导接收装置，用于接收所述用户设备发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种通信系统，其中，所述通信系统包括前述根据本发明一个方面的用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备，以及前述根据本发明另一个方面的用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的eNB基站。
与现有技术相比，本发明用户设备根据接收到的eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息，实现了通过基于UPPTS提前发送随机接入前导序列，相当于增加所述随机接入前导序列的循环前缀CP和/或保护时间GT的长度，从而以一种简单方式实现小区覆盖范围的扩展，且未引入任何复杂运算及网络单元。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出现有技术中随机接入信道的结构示意图；
图2示出现有技术中帧结构类型2的帧结构示意图；
图3示出根据本发明一个方面的用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备和eNB基站的设备示意图；
图4示出根据本发明一个优选实施例的用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备和eNB基站的设备示意图；
图5示出根据本发明另一个方面的用户设备和eNB基站配合实现用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法流程图；
图6示出根据本发明一个优选实施例的用户设备和eNB基站配合实现用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法流程图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图3示出根据本发明一个方面的用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备1和eNB基站2，其中，用户设备1包括接收装置11和前导序列发送装置12，eNB基站2包括获取装置21、发送装置22和前导序列接收装置23。具体地，eNB基站2的获取装置21获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；发送装置22向所述小区内的用户设备1发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；相应地，用户设备1的接收装置11接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；前导发送装置12根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；相应地，eNB基站2的前导接收装置23接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。
在此，所述用户设备是指在移动通信设备中，终止来自或送至网络的无线传输，并将终端设备的能力适配到无线传输的部分，即用户接入移动网络的设备，其包括但不限于任何一种可与用户通过键盘、触摸板、或声控设备进行人机交互并能通过移动网络与基站进行信号的相互传送和接收来达到移动通信信号的传送的电子产品，例如平板电脑、智能手机、PDA、车载电脑等。在此，所述eNB基站是指移动通信系统中，连接固定部分与无线部分，并通过空中的无线传输与移动台相连的设备。在此，所述移动网络包括但不限于GSM、3G、TD-LTE、Wi-Fi、WiMax、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSPA、LTE-TDD等。本领域技术人员应能理解上述用户设备、eNB基站及移动网络仅为举例，其他现有的或今后可能出现的用户设备或基站或移动网络如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
具体地，eNB基站2的获取装置21获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息。在此，所述扩展相关信息包括但不限于如小区扩展半径、小区扩展标识等。例如，假设基站eNB2管理多个小区如celll、cell2和cell3，若小区cell1根据网络规划需要扩展其覆盖范围，如将cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，则在eNB2端对cell1重新配置，获取装置21通过基站eNB2自身提供的小区配置信息应用程序接口(API)，便可获取到小区cell1的扩展相关信息。
本领域技术人员应能理解上述获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
发送装置22通过广播的形式，向所述小区内的所有用户设备广播系统信息如SIB(系统信息块，System Information Block)，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
优选地，eNB基站2的发送装置22还可首先检测是否满足发送所述系统信息的发送触发条件；当满足所述发送触发条件，向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。在此，所述发送触发条件包括但不限于如满足预定的发送周期、所述扩展相关信息和/或系统信息发生变化。例如，假设，获取装置21首先获取到小区cell1的扩展相关信息，如cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，管理cell1的基站eNB2在未广播cell1的扩展相关信息之前，假设对cell1的覆盖范围再次进行了重新配置，如配置cell1的覆盖范围半径由14km扩展至50km，则发送装置22检测到满足发送所述系统信息的发送触发条件；然后，发送装置22向小区cell1内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
相应地，用户设备1的接收装置11接收eNB广播的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息。
前导发送装置12根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。在此，所述UPPTS用于增加所述随机接入前导序列的循环前缀CP和/或保护时间GT的长度。例如，假设用户设备UE1基于LTE-TDD模式即物理层采用如图2所示帧结构类型2与移动网络中的设备如基站eNB2进行通信，UE1接收到基站eNB2广播的系统信息，其中，该系统信息中包括cell1的所述扩展相关信息，如cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，假设基站eNB2根据该扩展相关信息，运用如下公式(1)来计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量：
其中，r2为扩展后的小区半径，r1为扩展前的小区半径，c为光速，r2＞r1，如当r2＝35.4km，r1＝14km时，计算得到提前时间量t1＝142.7μs；然后，基站eNB2根据该提前时间量t1＝142.7μs，从如下表(2)所示的上下行时隙配置中确定cell1所对应的上下行子帧配置信息如配置2，以及从如下表(3)所示的特殊子帧配置表中确定cell1所对应的特殊子帧配置信息如配置7，此时特殊子帧UPPTS＝4384Ts＝142.7μs，并通过广播下发给cell1中的所有UE，如UE1：
表2
其中，在表2中，D表示下行子帧，U表示上行子帧，S表示特殊子帧。
表3
其中，在表3中，DWPTS(Downlink Pilot Time Slot)为下行导频时隙，GP(GuardPeriod)为保护间隔，则UE1发起随机接入过程时，UE1端物理层从上层获知随机接入前导序列的参数信息，如根据参数如随机接入前导序列的格式preamble format确定其待发送的随机接入前导序列preamble1为format0，则前导发送装置12根据该系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向eNB2提前发送随机接入前导序列preamble1，即将随机接入前导序列preamble1提前至UPPTS特殊子帧所对应的帧起始时间进行发送；再如，假设，UE1接收到基站eNB2发送的所述系统信息包括的所述扩展相关信息包括cell1为扩展小区，其覆盖范围半径由14km扩展至25km，基站eNB2根据上述公式(1)计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量t1＝73.33μs，基站eNB2根据该提前时间量t1＝73.33μs，从如上述表(2)所示的上下行时隙配置中确定UE1的上下行子帧配置信息如配置2，以及从上述表(3)所示的特殊子帧配置表中确定UE1的特殊子帧配置信息如配置7，此时特殊子帧UPPTS＝4384Ts＝142.7μs，并通过广播下发给UE1，则UE1发起随机接入过程时，UE1端物理层从上层获知随机接入前导序列的参数信息，如根据参数如随机接入前导序列的格式preamble format确定其待发送的随机接入前导序列preamble1为format0，则前导发送装置12根据该系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向eNB2提前发送随机接入前导序列preamble1，即将随机接入前导序列preamble1从UPPTS对应的时间长度内在某一时间点发送即可，只需提前时间量满足小于UPPTS对应的时间长度。本发明通过基于UPPTS提前发送随机接入前导序列，以一种简单方式实现小区覆盖范围的扩展，且不用引入任何复杂运算及网络单元。
本领域技术人员应能理解上述确定提前时间量的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的确定提前时间量的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
本领域技术人员应能理解上述提前发送用户设备的随机接入前导序列的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的提前发送用户设备的随机接入前导序列的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
本领域技术人员应当理解，在发送随机接入前导序列随后的其他上行物理层业务信道或信号时，如PUSCH(物理上行共享信道，Physical Uplink Shared Channel)、PUCCH(物理上行控制信道，PhysicalUplink Control Channel)和SRS(信道探测参考信号，SoundingReference Signal)等，也可按照本发明提供的发送随机接入前导序列的方法，提前发送该等物理层业务信道或信号，因此，提前发送该等物理层业务信道或信号的方式也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，前导发送装置12还可首先根据所述扩展相关信息，确定所述提前时间量；然后，再根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，按所述提前时间量向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列。例如，假设，UE1接收到基站eNB2发送的所述系统信息包括的所述扩展相关信息包括cell1为扩展小区，其覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，则前导发送装置12可首先根据该扩展相关信息，通过上述公式(1)计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量为t1＝142.7μs；或者，UE1可通过接收基站eNB2根据上述公式(1)计算并广播给UE1的UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量t1＝142.7μs；然后，前导发送装置12根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，按所述提前时间量向eNB2提前发送随机接入前导序列preamble1。
优选地，前导序列装置12还可根据所述系统信息，利用所述UPPTS及其随后的上行子帧，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。例如，假设，UE1接收到基站eNB2发送的所述系统信息包括的所述扩展相关信息包括cell1为扩展小区，其覆盖范围半径由77km扩展至98km，则前导发送装置12可首先根据该扩展相关信息，通过上述公式(1)计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format1的preamble2的提前时间量为t1＝140μs；基站eNB2根据该提前时间量t1＝140μs，从如上述表(2)所示的上下行时隙配置中确定UE1的上下行子帧配置信息如配置2，以及从上述表(3)所示的特殊子帧配置表中确定UE1的特殊子帧配置信息如配置7，此时特殊子帧UPPTS＝4384Ts＝142.7μs，并通过广播下发给UE1，则UE1发起随机接入过程时，UE1端物理层从上层获知随机接入前导序列的参数信息，如根据参数如随机接入前导序列的格式preamble format确定其待发送的随机接入前导序列preamble2为format1，由于发送format1的preamble1，需为其分发配2个子帧，则前导发送装置12根据该系统信息，利用所述UPPTS及其随后的上行子帧，向eNB2提前发送用户设备的随机接入前导序列preamble2，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。
相应地，eNB基站2的前导接收装置23通过移动网络如TD-LTE(分时长期演进，TimeDivision Long Term Evolution)，接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理，如通过去除随机前导序列中的循环前缀CP等以检测用户设备的签名序列。
用户设备1和eNB基站2的各个装置之间是持续不断工作的。具体地，eNB基站2的获取装置21持续获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；发送装置22持续向所述小区内的用户设备1发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；相应地，用户设备1的接收装置11持续接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；前导发送装置12持续根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；相应地，eNB基站2的前导接收装置23持续接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。本领域技术人员应能理解“持续”是指用户设备1和eNB基站2的各装置分别不断进行扩展相关信息获取、系统信息的发送与接收、随机接入前导的发送与接收，直至eNB基站2在较长时间内停止扩展相关信息的获取。
优选地，eNB基站2的获取装置21包括检测单元(未示出)和确定单元(未示出)，具体地，检测单元检测是否满足扩展所述小区的扩展触发条件；当满足所述扩展触发条件，确定单元根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息。
具体地，检测单元检测是否满足扩展所述小区的扩展触发条件。在此，所述扩展触发条件包括但不限于如小区设置更改如将小区的覆盖范围扩展、相邻eNB启用或关闭等引起的小区覆盖范围的扩展、小区在规划时已确认作为扩展小区使用等。例如，假设，cell1在最初小区规划时为普通小区，如其覆盖范围对应于现有3GPP协议规定的对应于不同前导码序列格式的小区覆盖范围，而在后续的网络运营过程中，需要对cell1所对应的覆盖范围进行扩大，则在管理该小区cell1的基站如eNB2中对该小区进行重新配置，或者，撤销管理cell1的基站eNB2，将管理cell1的基站由eNB2变更为eNB3，从而使cell1的覆盖范围扩展，则检测单元便可检测满足扩展cell1的扩展触发条件。
本领域技术人员应能理解上述扩展触发条件仅为举例，其他现有的或今后可能出现的扩展触发条件如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
接着，当满足所述扩展触发条件，确定单元根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息。例如，接上例，检测单元检测满足扩展cell1的扩展触发条件，则确定单元根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息，如根据小区cell1的规划设置，如将cell1的覆盖范围由14km扩展至35.4km，确定其对应的扩展半径如cell1需扩展21.4km。
图4示出根据本发明一个优选实施例的用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备和eNB基站的设备示意图。其中，用户设备1包括接收装置11’和前导序列发送装置12’，eNB基站2包括获取装置21’、调整装置24’、发送装置22’和前导序列接收装置23’。具体地，eNB基站2的获取装置21’获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；调整装置24’根据所述扩展相关信息，调整所述eNB的发射配置信息；发送装置22’根据所述发射配置信息，向所述小区内的用户设备1发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；相应地，用户设备1的接收装置11’接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；前导发送装置12’根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；相应地，eNB基站2的前导接收装置23’接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。在此，用户设备1的接收装置11’和前导序列发送装置12’、eNB基站2的获取装置21’和前导序列接收装置23’分别与图3中用户设备1的接收装置11和前导序列发送装置12、eNB基站2的获取装置21和前导序列接收装置23的内容相同或相似，为简明起见，不再赘述，以引用方式包含于此。
具体地，调整装置24’根据所述扩展相关信息，调整所述eNB的发射配置信息，在此，所述发射配置信息包括如发射功率等。例如，假设获取装置21’获取的所述扩展相关信息包括如将基站eNB2管理的cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，则调整装置24’根据该扩展相关信息，调整基站eNB2向cell1覆盖的所有UE发送信息时对应的发射配置信息如发射功率，如对位于小区cell1边缘位置的UE采用较大发射功率发送信息，对位于小区cell1中心地带的UE采用较小发射功率发送信息等。
本领域技术人员应能理解上述调整所述eNB的发射配置信息的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的调整所述eNB的发射配置信息的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
发送装置22’根据所述发射配置信息，向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。例如，接上例，发送装置22’根据调整装置24’调整的所述发射配置信息如发射功率，按照小区cell1内各用户设备对应的发射功率，向该等用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
图5示出根据本发明另一个方面的用户设备和eNB基站配合实现用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法流程图。
具体地，在步骤S1中，eNB基站2获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；在步骤S2中，eNB基站2向所述小区内的用户设备1发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；相应地，用户设备1接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；在步骤S3中，用户设备1根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；相应地，eNB基站2接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。
在此，所述用户设备是指在移动通信设备中，终止来自或送至网络的无线传输，并将终端设备的能力适配到无线传输的部分，即用户接入移动网络的设备，其包括但不限于任何一种可与用户通过键盘、触摸板、或声控设备进行人机交互并能通过移动网络与基站进行信号的相互传送和接收来达到移动通信信号的传送的电子产品，例如平板电脑、智能手机、PDA、车载电脑等。在此，所述eNB基站是指移动通信系统中，连接固定部分与无线部分，并通过空中的无线传输与移动台相连的设备。在此，所述移动网络包括但不限于GSM、3G、TD-LTE、Wi-Fi、WiMax、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSPA、LTE-TDD等。本领域技术人员应能理解上述用户设备、eNB基站及移动网络仅为举例，其他现有的或今后可能出现的用户设备或基站或移动网络如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
具体地，在步骤S1中，eNB基站2获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息。在此，所述扩展相关信息包括但不限于如小区扩展半径、小区扩展标识等。例如，假设基站eNB2管理多个小区如cell1、cell2和cell3，若小区cell1根据网络规划需要扩展其覆盖范围，如将cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，则在eNB2端对cell1重新配置，在步骤S1中，eNB基站2通过基站eNB2自身提供的小区配置信息应用程序接口(API)，便可获取到小区cell1的扩展相关信息。
本领域技术人员应能理解上述获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在步骤S2中，eNB基站2通过广播的形式，向所述小区内的所有用户设备广播系统信息如SIB(系统信息块，System InformationBlock)，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
优选地，在步骤S2中，eNB基站2还可首先检测是否满足发送所述系统信息的发送触发条件；当满足所述发送触发条件，向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。在此，所述发送触发条件包括但不限于如满足预定的发送周期、所述扩展相关信息和/或系统信息发生变化。例如，假设，在步骤S1中，eNB基站2首先获取到小区cell1的扩展相关信息，如cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，管理cell1的基站eNB2在未广播cell1的扩展相关信息之前，假设对cell1的覆盖范围再次进行了重新配置，如配置cell1的覆盖范围半径由14km扩展至50km，则在步骤S2中，eNB基站2检测到满足发送所述系统信息的发送触发条件；然后，在步骤S2中，eNB基站2向小区cell1内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
相应地，用户设备1接收eNB广播的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息。
在步骤S3中，用户设备1据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。在此，所述UPPTS用于增加所述随机接入前导序列的循环前缀CP和/或保护时间GT的长度。例如，假设用户设备UE1基于LTE-TDD模式即物理层采用如图2所示帧结构类型2与移动网络中的设备如基站eNB2进行通信，UE1接收到基站eNB2广播的系统信息，其中，该系统信息中包括cell1的所述扩展相关信息，如cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，假设基站eNB2根据该扩展相关信息，运用如下公式(2)来计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量：
其中，r2为扩展后的小区半径，r1为扩展前的小区半径，c为光速，r2＞r1，如当r2＝35.4km，r1＝14km时，计算得到提前时间量t1＝142.7μs；然后，基站eNB2根据该提前时间量t1＝142.7μs，从如下表(4)所示的上下行时隙配置中确定cell1所对应的上下行子帧配置信息如配置2，以及从如下表(5)所示的特殊子帧配置表中确定cell1所对应的特殊子帧配置信息如配置7，此时特殊子帧UPPTS＝4384Ts＝142.7μs，并通过广播下发给cell1中的所有UE，如UE1：
表4
其中，在表4中，D表示下行子帧，U表示上行子帧，S表示特殊子帧。
表5
其中，在表5中，DWPTS(Downlink Pilot Time Slot)为下行导频时隙，GP(GuardPeriod)为保护间隔，则UE1发起随机接入过程时，UE1端物理层从上层获知随机接入前导序列的参数信息，如根据参数如随机接入前导序列的格式preamble format确定其待发送的随机接入前导序列preamble1为format0，则在步骤S3中，用户设备1根据该系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向eNB2提前发送随机接入前导序列preamble1，即将随机接入前导序列preamble1提前至UPPTS特殊子帧所对应的帧起始时间进行发送；再如，假设，UE1接收到基站eNB2发送的所述系统信息包括的所述扩展相关信息包括cell1为扩展小区，其覆盖范围半径由14km扩展至25km，基站eNB2根据上述公式(2)计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量t1＝73.33μs，基站eNB2根据该提前时间量t1＝73.33μs，从如上述表(4)所示的上下行时隙配置中确定UE1的上下行子帧配置信息如配置2，以及从上述表(5)所示的特殊子帧配置表中确定UE1的特殊子帧配置信息如配置7，此时特殊子帧UpPTS＝4384Ts＝142.7μs，并通过广播下发给UE1，则UE1发起随机接入过程时，UE1端物理层从上层获知随机接入前导序列的参数信息，如根据参数如随机接入前导序列的格式preamble format确定其待发送的随机接入前导序列preamble1为format0，则在步骤S3中，用户设备1根据该系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向eNB2提前发送随机接入前导序列preamble1，即将随机接入前导序列preamble1从UPPTS对应的时间长度内在某一时间点发送即可，只需提前时间量满足小于UPPTS对应的时间长度。本发明通过基于UPPTS提前发送随机接入前导序列，以一种简单方式实现小区覆盖范围的扩展，且不用引入任何复杂运算及网络单元。
本领域技术人员应能理解上述确定提前时间量的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的确定提前时间量的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
本领域技术人员应能理解上述提前发送用户设备的随机接入前导序列的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的提前发送用户设备的随机接入前导序列的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
本领域技术人员应当理解，在发送随机接入前导序列随后的其他上行物理层业务信道或信号时，如PUSCH(物理上行共享信道，Physical Uplink Shared Channel)、PUCCH(物理上行控制信道，PhysicalUplink Control Channel)和SRS(信道探测参考信号，SoundingReference Signal)等，也可按照本发明提供的发送随机接入前导序列的方法，提前发送该等物理层业务信道或信号，因此，提前发送该等物理层业务信道或信号的方式也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
优选地，在步骤S3中，用户设备1还可首先根据所述扩展相关信息，确定所述提前时间量；然后，再根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，按所述提前时间量向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列。例如，假设，UE1接收到基站eNB2发送的所述系统信息包括的所述扩展相关信息包括cell1为扩展小区，其覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，则在步骤S3中，用户设备1可首先根据该扩展相关信息，通过上述公式(2)计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量为t1＝142.7μs；或者，UE1可通过接收基站eNB2根据上述公式(2)计算并广播给UE1的UE1需提前发送随机接入前导序列如为format0的preamble1的提前时间量t1＝142.7μs；然后，在步骤S3中，用户设备1根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，按所述提前时间量向eNB2提前发送随机接入前导序列preamble1。
优选地，在步骤S3中，用户设备1还可根据所述系统信息，利用所述UPPTS及其随后的上行子帧，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。例如，假设，UE1接收到基站eNB2发送的所述系统信息包括的所述扩展相关信息包括cell1为扩展小区，其覆盖范围半径由77km扩展至98km，则在步骤S3中，用户设备1可首先根据该扩展相关信息，通过上述公式(2)计算UE1需提前发送随机接入前导序列如为format1的preamble2的提前时间量为t1＝140μs；基站eNB2根据该提前时间量t1＝140μs，从如上述表(4)所示的上下行时隙配置中确定UE1的上下行子帧配置信息如配置2，以及从上述表(5)所示的特殊子帧配置表中确定UE1的特殊子帧配置信息如配置7，此时特殊子帧UPPTS＝4384Ts＝142.7μs，并通过广播下发给UE1，则UE1发起随机接入过程时，UE1端物理层从上层获知随机接入前导序列的参数信息，如根据参数如随机接入前导序列的格式preamble format确定其待发送的随机接入前导序列preamble2为format1，由于发送format1的preamble1，需为其分发配2个子帧，则在步骤S3中，用户设备1根据该系统信息，利用所述UPPTS及其随后的上行子帧，向eNB2提前发送用户设备的随机接入前导序列preamble2，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。
相应地，eNB基站2通过移动网络如TD-LTE(分时长期演进，Time Division LongTerm Evolution)，接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理，如通过去除随机前导序列中的循环前缀CP等以检测用户设备的签名序列。
用户设备1和eNB基站2的各个步骤之间是持续不断工作的。具体地，在步骤S1中，eNB基站2持续获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；在步骤S1中，eNB基站2持续向所述小区内的用户设备1发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；相应地，用户设备1持续接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；在步骤S3中，用户设备1持续根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；相应地，eNB基站2持续接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。本领域技术人员应能理解“持续”是指用户设备1和eNB基站2的各步骤分别不断进行扩展相关信息获取、系统信息的发送与接收、随机接入前导的发送与接收，直至eNB基站2在较长时间内停止扩展相关信息的获取。
优选地，步骤S1包括步骤S11(未示出)和步骤S12(未示出)，具体地，在步骤S11中，eNB基站2检测是否满足扩展所述小区的扩展触发条件；当满足所述扩展触发条件，在步骤S12中，eNB基站2根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息。
具体地，在步骤S11中，eNB基站2检测是否满足扩展所述小区的扩展触发条件。在此，所述扩展触发条件包括但不限于如小区设置更改如将小区的覆盖范围扩展、相邻eNB启用或关闭等引起的小区覆盖范围的扩展、小区在规划时已确认作为扩展小区使用等。例如，假设，cell1在最初小区规划时为普通小区，如其覆盖范围对应于现有3GPP协议规定的对应于不同前导码序列格式的小区覆盖范围，而在后续的网络运营过程中，需要对cell1所对应的覆盖范围进行扩大，则在管理该小区cell1的基站如eNB2中对该小区进行重新配置，或者，撤销管理cell1的基站eNB2，将管理cell1的基站由eNB2变更为eNB3，从而使cell1的覆盖范围扩展，则在步骤S11中，eNB基站2便可检测满足扩展cell1的扩展触发条件。
本领域技术人员应能理解上述扩展触发条件仅为举例，其他现有的或今后可能出现的扩展触发条件如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
接着，当满足所述扩展触发条件，在步骤S12中，eNB基站2根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息。例如，接上例，在步骤S11中，eNB基站2满足扩展cell1的扩展触发条件，则在步骤S12中，eNB基站2根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息，如根据小区cell1的规划设置，如将cell1的覆盖范围由14km扩展至35.4km，确定其对应的扩展半径如cell1需扩展21.4km。
图6示出根据本发明一个优选实施例的用户设备和eNB基站配合实现用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法流程图。
其中，包括步骤S1’、步骤S2’、步骤S3’、步骤S4’。具体地，在步骤S1’中，eNB基站2获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；在步骤S4’中，eNB基站2根据所述扩展相关信息，调整所述eNB的发射配置信息；在步骤S2’中，eNB基站2根据所述发射配置信息，向所述小区内的用户设备1发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息；相应地，用户设备1接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；在步骤S3’中，用户设备1根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；相应地，eNB基站2接收所述用户设备1发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。在此，步骤S1’、步骤S3’分别与图5中步骤S1、步骤S3的内容相同或相似，为简明起见，不再赘述，以引用方式包含于此。
具体地，在步骤S4’中，eNB基站2根据所述扩展相关信息，调整所述eNB的发射配置信息，在此，所述发射配置信息包括如发射功率等。例如，假设在步骤S1’中，eNB基站2获取的所述扩展相关信息包括如将基站eNB2管理的cell1的覆盖范围半径由14km扩展至35.4km，则在步骤S4’中，eNB基站2根据该扩展相关信息，调整基站eNB2向cell1覆盖的所有UE发送信息时对应的发射配置信息如发射功率，如对位于小区cell1边缘位置的UE采用较大发射功率发送信息，对位于小区cell1中心地带的UE采用较小发射功率发送信息等。
本领域技术人员应能理解上述调整所述eNB的发射配置信息的方式仅为举例，其他现有的或今后可能出现的调整所述eNB的发射配置信息的方式如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在步骤S2’中，eNB基站2根据所述发射配置信息，向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。例如，接上例，在步骤S2’中，eNB基站2根据其在步骤S4’中调整的所述发射配置信息如发射功率，按照小区cell1内各用户设备对应的发射功率，向该等用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (13)
1.一种在用户设备端用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法，其中，该方法包括以下步骤：
-接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；
其中，该方法还包括：
步骤b根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；
其中，所述扩展相关信息包括小区扩展半径，所述提前时间量被确定如下：
其中，t表示所述提前时间量，r2为扩展后的小区半径，r1为扩展前的小区半径，c为光速，r2>r1。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b包括：
-根据所述扩展相关信息，确定所述提前时间量；
-根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，按所述提前时间量向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤b包括：
-根据所述系统信息，利用所述UPPTS及其随后的上行子帧，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。
4.一种在eNB端用于辅助基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的方法，其中，该方法包括以下步骤：
步骤A获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；
步骤B向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息，
其中，所述扩展相关信息被所述用户设备用于确定提前向所述eNB发送随机接入前导序列的提前时间量，其中，所述随机接入前导序列是由用户设备根据系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS向eNB提前发送的，所述扩展相关信息包括小区扩展半径，所述提前时间量被确定如下：
其中，t表示所述提前时间量，r2为扩展后的小区半径，r1为扩展前的小区半径，c为光速，r2>r1；
其中，该方法还包括：
-接收所述用户设备发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述步骤A包括：
-检测是否满足扩展所述小区的扩展触发条件；
-当满足所述扩展触发条件，根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法还包括：
-根据所述扩展相关信息，调整所述eNB的发射配置信息；
其中，所述步骤B包括：
-根据所述发射配置信息，向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
7.一种用于基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的用户设备，其中，该用户设备包括：
接收装置，用于接收eNB发送的系统信息，其中，所述系统信息包括关于所述eNB所对应小区的扩展相关信息；
其中，该用户设备还包括：
前导发送装置，用于根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息；
其中，所述扩展相关信息包括小区扩展半径，所述提前时间量被确定如下：
其中，t表示所述提前时间量，r2为扩展后的小区半径，r1为扩展前的小区半径，c为光速，r2>r1。
8.根据权利要求7所述的用户设备，其中，所述前导发送装置用于：
-根据所述扩展相关信息，确定所述提前时间量；
-根据所述系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS，按所述提前时间量向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列。
9.根据权利要求7所述的用户设备，其中，所述前导发送装置用于：
-根据所述系统信息，利用所述UPPTS及其随后的上行子帧，向所述eNB提前发送用户设备的随机接入前导序列，其中，所述随机接入前导序列所对应的提前时间量对应于所述扩展相关信息。
10.一种用于辅助基于LTE-TDD模式发送随机接入前导序列的eNB基站，其中，该eNB基站包括：
获取装置，用于获取关于eNB所对应小区的扩展相关信息；
发送装置，用于向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息，
其中，所述扩展相关信息被所述用户设备用于确定提前向所述eNB发送随机接入前导序列的提前时间量，其中，所述随机接入前导序列是由用户设备根据系统信息，利用LTE-TDD模式所对应的UPPTS向eNB提前发送的，所述扩展相关信息包括小区扩展半径，所述提前时间量被确定如下：
其中，t表示所述提前时间量，r2为扩展后的小区半径，r1为扩展前的小区半径，c为光速，r2>r1；
其中，该eNB基站还包括：
前导接收装置，用于接收所述用户设备发送的随机接入前导序列，以供随机接入处理。
11.根据权利要求10所述的eNB基站，其中，所述获取装置包括：
检测单元，用于检测是否满足扩展所述小区的扩展触发条件；
确定单元，用于当满足所述扩展触发条件，根据所述扩展触发条件，确定所述扩展相关信息。
12.根据权利要求10所述的eNB基站，其中，该eNB基站还包括：
调整装置，用于根据所述扩展相关信息，调整所述eNB的发射配置信息；
其中，所述发送装置，用于：
-根据所述发射配置信息，向所述小区内的用户设备发送系统信息，其中，所述系统信息包括所述扩展相关信息。
13.一种通信系统，其中，所述通信系统包括根据权利要求7至9中任一项所述的用户设备，以及根据权利要求10至12中任一项所述的eNB基站。
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