CN103906260A - 随机接入前导处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种随机接入前导处理方法及装置，该方法包括：根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，该小区覆盖半径大于100公里；根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导，其中，随机接入前导在UE与基站通信时无线帧中的普通子帧上发送的方式，通过本发明，解决了相关技术中存在单站小区覆盖半径范围不能大于100公里的问题，进而达到了提高了单站小区的覆盖半径，满足了特殊场景下对超大半径的小区覆盖范围需求的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种随机接入前导处理方法及装置。
背景技术
分时长期演进（Time Division-Long Term Evolution，简称为TD-LTE）是第四代（4thGeneration，简称为4G）移动通信技术与标准之一，其技术优势体现在速率、时延和频谱利用率等多个领域，使得在有限的频谱带宽资源上具备提供更强大的业务的能力。
TD-LTE业务和应用也拓展到越来越多的领域。例如，在航线或者海面等特殊场景下，通常要求单站小区覆盖半径足够大，以降低部署站点资源的需求，并缓解站址难寻的压力。因此，在航线覆盖的场景中，要求单站在定向天线配置下实现100公里以上、甚至200公里的小区覆盖半径。
TD-LTE是一种时分双工的系统，其10ms无线帧中包括普通子帧和特殊子帧。TD-LTE帧支持的上下行时隙配比如表1所示。
表1TD-LTE系统上下行时隙配比
特殊子帧由三个特殊时隙：下行导频时隙（Downlink Pilot Time Slot，简称为DwPTS）、保护时间间隔（Guard Period，简称为GP）和上行导频时隙（Uplink Pilot Time Slot，简称为UpPTS）组成。其中，GP为上下行数据预留了双程传输时延，是决定小区半径的重要因素之一。TD-LTE特殊子帧时隙结构如表2所示。
表2TD-LTE系统特殊子帧时隙结构
根据不同配置下GP的长度，可计算出20MHz带宽下各小区半径。对应的20MHz带宽下小区半径如表3所示，其中，Ts为时间单元，30720Ts=1ms。
表3TD-LTE系统20MHz带宽下各特殊子帧对应的小区半径
此外，TD-LTE系统随机接入前导（即Preamble）的结构，也对小区半径起决定性作用。Preamble包括长度为TCP的循环前缀（Cyclic Prefix，简称为CP）、长度为TSEQ的随机接入前导序列（即Sequence，或简写为Seq）和保护时间（Guard Time，简称为GT）部分。图1是根据相关技术的TD-LTE系统随机接入前导结构示意图，如图1所示，在协议中定义了TD-LTE系统的五种Preamble结构，各Preamble最大可支持的小区半径如表4所示。
表4TD-LTE系统中5种不同的Preamble最大可支持的小区半径
由此可知，相关技术中在TD-LTE系统中，最大只能实现100公里的小区覆盖半径。若要实现更大的单站小区覆盖半径，需要对TD-LTE系统进行相应的配置和设计改造。
因此，在相关技术中存在单站小区覆盖半径范围不能大于100公里的问题。
发明内容
本发明提供了一种随机接入前导处理方法及装置，以至少解决相关技术中存在单站小区覆盖半径范围不能大于100公里的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种随机接入前导处理方法，包括：根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，所述小区覆盖半径大于100公里；根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导，其中，所述随机接入前导在所述UE与所述基站通信时无线帧中的普通子帧上发送。
优选地，在根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导之前，所述方法还包括：根据所述小区覆盖半径，确定所述UE与所述基站进行通信时所需要的保护时间间隔时隙GP。
优选地，根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导包括：调整所述无线帧的随机接入前导中的随机接入前导序列部分的长度和GT部分的长度，其中，调整后的GT部分的长度不小于根据所述小区覆盖半径确定的所述GT的长度。
优选地，在根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导之后，所述方法还包括：判断用于所述UE与所述基站进行通信的通信资源中是否存在足够的上行时隙资源用于所述UE向所述基站发送所述随机接入前导；在判断结果为否的情况下，对所述通信资源的上下行时隙资源的分配进行调整。
优选地，所述GP的长度为2/3个子帧长度至2个子帧长度。
根据本发明的另一方面，提供了一种随机接入前导处理装置，包括：第一确定模块，用于根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，所述小区覆盖半径大于100公里；第二确定模块，用于根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导，其中，所述随机接入前导在所述UE与所述基站通信时无线帧中的普通子帧上发送。
优选地，该装置还包括：第三确定模块，用于根据所述小区覆盖半径，确定所述UE与所述基站进行通信时所需要的保护时间间隔时隙GP。
优选地，所述第二确定模块包括：调整单元，用于调整所述无线帧的随机接入前导中的随机接入前导序列部分的长度和GT部分的长度，其中，调整后的GT部分的长度不小于根据所述小区覆盖半径确定的所述GT的长度。
优选地，该装置还包括：判断模块，用于判断用于所述UE与所述基站进行通信的通信资源中是否存在足够的上行时隙资源用于所述UE向所述基站发送所述随机接入前导；调整模块，用于在所述判断模块的判断结果为否的情况下，对所述通信资源的上下行时隙资源的分配进行调整。
优选地，所述第三确定模块，还用于确定所述GP的长度为2/3个子帧长度至2个子帧长度。
通过本发明，采用根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，该小区覆盖半径大于100公里；根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，小区覆盖半径大于100公里；根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导，其中，随机接入前导在UE与基站通信时无线帧中的普通子帧上发送的方式，解决了相关技术中存在单站小区覆盖半径范围不能大于100公里的问题，进而达到了提高了单站小区的覆盖半径，满足了特殊场景下对超大半径的小区覆盖范围需求的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的TD-LTE系统随机接入前导结构示意图；
图2是根据本发明实施例的随机接入前导处理方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置的优选结构框图一；
图5是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置中第一确定模块32的优选结构框图；
图6是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置的优选结构框图二；
图7是根据本发明优选实施例的TD-LTE超大半径小区的随机接入前导配置装置结构示意图；
图8是根据本发明优选实施例的超大半径小区的随机接入前导配置方法的实现流程示意图；
图9是根据本发明实施例的TD-LTE系统200km半径小区的随机接入前导示意图；
图10是根据本发明实施例的TD-LTE系统200km半径的小区帧结构时序图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本实施例中提供了一种随机接入前导处理方法，图2是根据本发明实施例的随机接入前导处理方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，该小区覆盖半径大于100公里；
步骤S204，根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导，其中，随机接入前导在UE与基站通信时无线帧中的普通子帧上发送。
通过上述步骤，根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，该小区覆盖半径大于100公里；根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，小区覆盖半径大于100公里；根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导，其中，随机接入前导在UE与基站通信时无线帧中的普通子帧上发送的方式，根据需要的小区覆盖半径对GT的长度进行了扩展，并将随机接入前导放在普通子帧的上行子帧（即用于UE向基站传输数据的上行时隙资源）中发送，即通过更改随机接入前导的结构的方式，解决了相关技术中存在单站小区覆盖半径范围不能大于100公里的问题，进而达到了提高了单站小区的覆盖半径，满足了特殊场景下对超大半径的小区覆盖范围需求的效果。
在根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导之前，该方法还包括：根据该小区覆盖半径，确定UE与基站进行通信时所需要的保护时间间隔时隙GP。优选地，该GP的长度为2/3个子帧长度至2个子帧长度，由于GP在特殊子帧中，因此，在GP的长度改变的情况下，该特殊子帧的长度也应当做相应的改变。采用该方法，根据需要的小区覆盖半径，将特殊子帧中的GP进行了扩展，在满足单站小区的覆盖满足特殊场景需要的前提下，有利地防止了上行数据与下行数据之间的干扰。
优选地，根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导包括：调整无线帧的随机接入前导中的随机接入前导序列部分的长度和GT部分的长度，其中，调整后的GT部分的长度不小于根据小区覆盖半径确定的GT的长度。例如，在分时长期演进TD-LTE帧的随机接入前导的格式3的配置中（参见表4），随机接入前导序列包括两个长度为24576Ts的两个序列，将这两个序列中的后一个（即与GT部分相邻的）序列调整为GT，从而实现了在该随机接入前导中对GT的扩展，即通过对随机接入前导结构的改造的方式来实现。扩展GT以后，上述的随机接入前导的长度为三个子帧长度，在这种情况下，该随机接入前导可以仅在特殊子帧之后的接下来的三个连续的上行子帧上发送。采用该方法，在一定程度上提高了现有时隙的利用率。需要说明的是，随机接入前导序列部分的长度调整方式可以采用多种方式，例如：还可以将前一个序列的长度缩短而不改变后一个序列。对随机接入前导序列做的相应调整之后，只要对接收端的接收算法也进行相应调整，同样能够实现UE的接入过程。
为了保证随机接入前导的发送，在根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导之后，可以先判断用于UE与基站进行通信的通信资源中是否存在足够的上行时隙资源用于UE向基站发送该随机接入前导；在判断结果为否的情况下，对通信资源的上下行时隙资源的分配进行调整。例如，在无线帧使用表1中所示的DL/UL=6/3的上下行时隙配比的子帧配置，且使用表4中的格式3的随机接入前导配置时，随着GP的扩展，特殊子帧可能被扩展为两个子帧的长度，即表1中的子帧1和子帧2为特殊子帧，为了保证有足够的上行时隙用来发送长度为三个子帧长度的随机接入前导，需要将子帧6调整为上行子帧（即将下行时隙资源调整为上行时隙资源）。其他的时隙配比配置的调整情况与上述调整过程类似。采用上述方式，保证了随机接入前导的自适应的成功发送。
图3是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：第一确定模块32和第二确定模块34，下面对该装置进行说明。
第一确定模块32，用于根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，该小区覆盖半径大于100公里；第二确定模块34，连接至上述第一确定模块32，用于根据GT确定UE向基站发送的随机接入前导，其中，随机接入前导在UE与基站通信时无线帧中的普通子帧上发送。
图4是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置的优选结构框图一，如图4所示，该优选结构除图3中的所有模块外，还包括第三确定模块42，该第三确定模块42，连接至上述第一确定模块32和第二确定模块34，用于根据小区覆盖半径，确定UE与基站进行通信时所需要的保护时间间隔时隙GP。
图5是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置中第一确定模块32的优选结构框图，如图5所示，该第一确定模块32包括调整单元52，用于调整无线帧的随机接入前导中的随机接入前导序列部分的长度和GT部分的长度，其中，调整后的GT部分的长度不小于根据小区覆盖半径确定的GT的长度。
图6是根据本发明实施例的随机接入前导处理装置的优选结构框图二，如图6所示，该优选结构除图3中的所有模块外，还包括判断模块62和调整模块64，下面对该优选结构进行说明。
判断模块62，连接至上述第二确定模块34，用于判断用于UE与基站进行通信的通信资源中是否存在足够的上行时隙资源用于UE向基站发送随机接入前导；调整模块64，连接至上述判断模块62，用于在上述判断模块62的判断结果为否的情况下，对通信资源的上下行时隙资源的分配进行调整。
优选地，上述第三确定模块42，还用于确定保护时间间隔时隙GP的长度为2/3个子帧长度至2个子帧长度。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。装置实施例中描述的对应于上述的方法实施例，其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。
为了使本发明的技术方案和实现方法更加清楚，下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。
基站通过无线帧与用户终端进行通信，其中，该无线帧的随机接入前导的长度为三个子帧长度，随机接入前导包括长度被扩展的保护时间GT，该无线帧的一个特殊子帧包括长度被扩展的保护间隔GP。优选地，GT的长度大于3/4个子帧长度，GP的长度大于2/3个子帧长度。
优选地，上述随机接入前导包括：一个循环前缀、一个随机接入前导序列和一个GT，其中，在20MHz带宽下，循环前缀的长度为21024Ts，随机接入前导序列的长度为24576Ts，GT的长度为46560Ts，一个子帧长度为30720Ts，Ts为时间单元，30720Ts=1ms。上述特殊子帧中的GP的长度大于20480Ts。
较佳地，上述无线帧的随机接入前导在三个连续的上行子帧中发送。
上述实施例及优选实施方式所提供的超大半径小区的帧配置方法及装置，能够保证TD-LTE基站单站小区覆盖半径由协议规定的100公里扩大到200公里甚至更大。具体如下：
在本优选实施例中，根据目标小区覆盖半径配置及修改TD-LTE系统的帧结构，包括以下步骤：
保护时间间隔扩展步骤，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，计算所需的保护时间间隔时隙（GP），根据需要将TD-LTE的保护时间间隔扩展到1~2个子帧，以保证大小区系统上行数据不干扰下行数据；
小区随机接入前导改造步骤，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导不干扰下行数据；
小区随机接入前导发送时序调整步骤，该步骤用于结合保护时间间隔（GP）配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰。
下面对上述三者的配置进行说明。
保护时间间隔扩展步骤具体为，根据目标小区覆盖半径需求，计算所需的保护时间间隔，根据需要将TD-LTE保护时间间隔扩展到1~2个子帧。对于目标小区覆盖半径要求扩大至200公里的大小区，保护间隔（GP）所在的特殊子帧的时隙需要扩展到2个子帧。
小区随机接入前导改造步骤，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导序列不干扰下行数据，具体包括如下步骤。
步骤一：参照表4即TD-LTE系统中5种不同的Preamble最大可支持的小区半径，根据目标小区覆盖半径，选择小区随机接入前导配置。对于大小区半径要求在100公里以上的情况，至少需要配置小区随机接入前导为格式3；
步骤二：根据目标小区覆盖半径，计算所需的随机接入前导保护时间间隔GT。对于随机接入前导的保护时间间隔，需要保护基站到终端的双程时延间隔；
步骤三：将小区随机接入前导Preamble的第二个SEQ改为GT部分，使改造后的随机接入前导的GT部分满足100公里以上大半径小区的要求。
小区随机接入前导发送时序调整步骤，该步骤用于结合保护时间间隔配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰，具体包括如下步骤：
步骤a，调整特殊子帧时隙，使保护间隔GP满足大小区半径的需求，并根据需要配置DwPTS和UpPTS；
步骤b，如果改造后的无线帧没有足够的上行子帧，将对应的下行子帧调整为上行子帧，以保证无线帧中有足够的上行子帧供终端侧发射小区随机接入前导。
步骤c，调整随机接入前导的发送时序。
图7是根据本发明优选实施例的TD-LTE超大半径小区的随机接入前导配置装置结构示意图，如图7所示，该系统包括：保护时间间隔扩展单元72、小区随机接入前导配置单元74和无线帧结构改造单元76，下面对该系统进行说明。
保护时间间隔扩展单元72，该单元用于根据目标小区覆盖半径，计算所需的保护时间间隔GP时隙，根据需要将TD-LTE的保护时间间隔扩展到1~2个子帧，以保证大小区系统上行数据不干扰下行数据；
小区随机接入前导改造单元74，该单元用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导不干扰下行数据；
小区随机接入前导发送时序调整单元76，连接至上述保护时间间隔扩展单元72和小区随机接入前导配置单元74，用于结合保护时间间隔配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰。
通过扩展保护时间间隔，改造小区随机接入前导，并调整随机接入前导的发送时序，相比现有技术，打破了TD-LTE系统单小区覆盖半径100公里的瓶颈，实现更大的小区覆盖范围，拓展了TD-LTE在航线覆盖、海面和草原等超大小区覆盖场景（200公里或者大于200公里）的应用。
在本实施例中所提供的TD-LTE超大半径小区（或称超大小区覆盖）的帧配置方法，用于实现TD-LTE超大半径的小区覆盖。为了更好的理解本发明实施例中的技术方案，以实现TD-LTE系统200公里半径的小区为例结合附图进行说明。
图8是根据本发明优选实施例的超大半径小区的随机接入前导配置方法的实现流程示意图，如图8所示，该流程包括如下步骤：
步骤S802，扩展保护时间间隔，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，计算所需的保护时间间隔GP时隙，根据需要将TD-LTE的保护时间间隔扩展到1~2个子帧，以保证大小区系统上行数据不干扰下行数据。
目标小区覆盖半径为r=200km公里的情况下，光速为c=3×108m/s，所需的保护时间间隔表示为TGP，则所需的保护时间间隔具体为：
参见表5，20MHz带宽下，系统采样频率为30.72MHz，则200公里半径的小区所需保护间隔需要占用：
1.33ms×30.72MHz=40960Ts。
| 系统带宽 | 1.4MHz | 3MHz | 5MHz | 10MHz | 15MHz | 20MHz |
| 采样频率（MHz） | 1.92 | 3.84 | 7.68 | 15.36 | 23.04 | 30.72 |
表5TD-LTE带宽分配与采样频率
200公里半径的小区所需保护间隔需要占用40960TS，即TD-LTE无线帧的特殊子帧中保护间隔GP时隙至少需要40960Ts。
根据小区随机接入前导改造步骤，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导不干扰下行数据；
小区随机接入前导发送时序调整步骤，该步骤用于结合保护时间间隔（GP）配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰。
下面对上述三者的配置进行说明。
保护时间间隔扩展步骤具体为，根据目标小区覆盖半径需求，计算所需的保护时间间隔，根据需要将TD-LTE保护时间间隔扩展到1~2个子帧。对于目标小区覆盖半径要求扩大至200公里的大小区，保护间隔（GP）所在的特殊子帧的时隙需要扩展到2个子帧。
小区随机接入前导改造步骤，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导序列不干扰下行数据，具体包括如下步骤。
步骤一：参照表4即TD-LTE系统中5种不同的Preamble最大可支持的小区半径，根据目标小区覆盖半径，选择小区随机接入前导配置。对于大小区半径要求在100公里以上的情况，至少需要配置小区随机接入前导为格式3；
步骤二：根据目标小区覆盖半径，计算所需的随机接入前导保护时间间隔GT。对于随机接入前导的保护时间间隔，需要保护基站到终端的双程时延间隔；
步骤三：将小区随机接入前导Preamble的第二个SEQ改为GT部分，使改造后的随机接入前导的GT部分满足100公里以上大半径小区的要求。
小区随机接入前导发送时序调整步骤，该步骤用于结合保护时间间隔配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰，具体包括如下步骤：
步骤a，调整特殊子帧时隙，使保护间隔GP满足大小区半径的需求，并根据需要配置DwPTS和UpPTS；
步骤b，如果改造后的无线帧没有足够的上行子帧，将对应的下行子帧调整为上行子帧，以保证无线帧中有足够的上行子帧供终端侧发射小区随机接入前导。
步骤c，调整随机接入前导的发送时序。
图7是根据本发明优选实施例的TD-LTE超大半径小区的随机接入前导配置装置结构示意图，如图7所示，该系统包括：保护时间间隔扩展单元72、小区随机接入前导配置单元74和无线帧结构改造单元76，下面对该系统进行说明。
保护时间间隔扩展单元72，该单元用于根据目标小区覆盖半径，计算所需的保护时间间隔GP时隙，根据需要将TD-LTE的保护时间间隔扩展到1~2个子帧，以保证大小区系统上行数据不干扰下行数据；
小区随机接入前导改造单元74，该单元用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导不干扰下行数据；
小区随机接入前导发送时序调整单元76，连接至上述保护时间间隔扩展单元72和小区随机接入前导配置单元74，用于结合保护时间间隔配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰。
通过扩展保护时间间隔，改造小区随机接入前导，并调整随机接入前导的发送时序，相比现有技术，打破了TD-LTE系统单小区覆盖半径100公里的瓶颈，实现更大的小区覆盖范围，拓展了TD-LTE在航线覆盖、海面和草原等超大小区覆盖场景（200公里或者大于200公里）的应用。
在本实施例中所提供的TD-LTE超大半径小区（或称超大小区覆盖）的帧配置方法，用于实现TD-LTE超大半径的小区覆盖。为了更好的理解本发明实施例中的技术方案，以实现TD-LTE系统200公里半径的小区为例结合附图进行说明。
图8是根据本发明优选实施例的超大半径小区的随机接入前导配置方法的实现流程示意图，如图8所示，该流程包括如下步骤：
步骤S802，扩展保护时间间隔，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，计算所需的保护时间间隔GP时隙，根据需要将TD-LTE的保护时间间隔扩展到1~2个子帧，以保证大小区系统上行数据不干扰下行数据。
目标小区覆盖半径为r=200km公里的情况下，光速为c=3×108m/s，所需的保护时间间隔表示为TGP，则所需的保护时间间隔具体为：
参见表5，20MHz带宽下，系统采样频率为30.72MHz，则200公里半径的小区所需保护间隔需要占用：
1.33ms×30.72MHz=40960Ts。
可知，20MHz带宽配置下子帧长度为30720Ts。对于GP至少为40960Ts的情况下，需要将保护间隔GP所在的特殊子帧扩展至两个子帧。
步骤S804，改造小区随机接入前导，该步骤用于根据目标小区覆盖半径，改造随机接入前导格式，以保证大小区系统所需的随机接入前导不干扰下行数据，具体包括如下步骤：
步骤A，参照表4即TD-LTE系统中5种不同的Preamble最大可支持的小区半径，根据目标小区覆盖半径要求为200公里，大于100公里的情况下，至少需要将小区随机接入前导配置为格式3，如错误！书签自引用无效。所示。本实施例以前导配置格式3为例，进行方案设计的说明。
表6TD-LTE系统中Preamble格式3最大可支持的小区半径
步骤B，根据目标小区覆盖半径，计算所需的随机接入前导保护时间间隔GT。对于前导序列的保护时间间隔，需要保护从基站到终端的双程时延间隔。由于终端在发送Preamble是并不知道基站和终端之间的距离，因此GT长度必须足以确保处于小区边缘的终端，依据小区初搜索获得的定时位置发送的随机接入前导，在到达基站时不会对其后续信号接收造成干扰。
目标小区覆盖半径为r=200km公里的情况下，光速为c=3×108m/s，所需的随机接入前导保护时间间隔表示为TGT，则20MHz带宽下，所需的保护时间间隔具体为
步骤C，图9是根据本发明实施例的TD-LTE系统200km半径小区的随机接入前导示意图，如图9所示，将小区随机接入前导Preamble的第二个SEQ改为GT部分，使改造后的随机接入前导的GT部分满足100公里以上大半径小区的要求。修改后的Preamble需要基站侧接收算法的配合，以保证接入性能。第二个SEQ改为GT部分后，改造后GT的总长度为24576Ts+21984Ts=46560Ts。对于前述分析200公里情况下Preamble的GT长度为40960Ts的要求可以满足。因此，改造后的Preamble序列可以满足200公里半径小区边缘UE的接入性能。该随机接入前导需要占用3个连续的上行子帧进行发射。
步骤S806，调整小区随机接入前导发送时序，该步骤用于结合保护时间间隔配置和随机接入前导要求，改造无线帧结构，调整小区随机接入前导时序，以满足大半径小区边缘用户的双程传输需求，避免系统内上下行数据干扰，具体包括如下步骤：
根据前述分析和本实施例的配置，为了满足TD-LTE系统200公里半径的小区覆盖，20MHz带宽下，普通循环前缀配置的情况下，需要将特殊子帧的保护时间间隔扩展至40960Ts，随机接入前导需要占用3个上行子帧来发射小区随机接入前导。因此，对现有TD-LTE无线帧做了相应改造，具体步骤如下。
步骤A，调整特殊子帧时隙，使保护间隔GP满足大小区半径的需求。
根据前述计算，200公里小区半径情况下，保护间隔至少需要40960Ts。因此，需要将GP所在的特殊子帧扩展到2个子帧。根据保护间隔GP的时隙，调整DwPTS和UpPTS的配置；
两个子帧总长为2*30720Ts，即61440Ts。其中40960Ts作为保护间隔，则61440Ts-40960Ts=20480Ts作为DwPTS和UpPTS。其中DwPTS和UpPTS的时长可根据小区情况灵活配置。至此，200公里半径的小区所需要的保护间隔GP已经满足要求。
步骤B，如果改造后的无线帧没有足够的上行子帧，将对应的下行子帧调整为上行子帧，以保证无线帧中有足够的上行子帧供终端侧发射小区随机接入前导；
将特殊子帧扩展到两个子帧后，检查特殊子帧后是否有足够的上行子帧用于发射随机接入前导。根据前述分析，200公里半径的小区所需的随机接入前导时域上需占用连续的3个上行子帧。本实施例按照如下设计，将新的特殊子帧后的三个连续子帧，调整为连续的三个上行子帧。
步骤C，调整随机接入前导的发送时序。改造后的随机接入前导可在改造后的三个连续的上行子帧位置中发射。
图10是根据本发明实施例的TD-LTE系统200km半径的小区帧结构时序图，如图10所示，经过上述改造小区帧结构满足200公里半径的覆盖。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种随机接入前导处理方法，其特征在于包括：
根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，所述小区覆盖半径大于100公里；
根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导，其中，所述随机接入前导在所述UE与所述基站通信时无线帧中的普通子帧上发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导之前，还包括：
根据所述小区覆盖半径，确定所述UE与所述基站进行通信时所需要的保护时间间隔时隙GP。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导包括：
调整所述无线帧的随机接入前导中的随机接入前导序列部分的长度和GT部分的长度，其中，调整后的GT部分的长度不小于根据所述小区覆盖半径确定的所述GT的长度。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导之后，还包括：
判断用于所述UE与所述基站进行通信的通信资源中是否存在足够的上行时隙资源用于所述UE向所述基站发送所述随机接入前导；
在判断结果为否的情况下，对所述通信资源的上下行时隙资源的分配进行调整。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述GP的长度为2/3个子帧长度至2个子帧长度。
6.一种随机接入前导处理装置，其特征在于包括：
第一确定模块，用于根据小区覆盖半径，确定用户终端UE与基站通信时所需要的时间间隔时隙GT，所述小区覆盖半径大于100公里；
第二确定模块，用于根据所述GT确定所述UE向所述基站发送的随机接入前导，其中，所述随机接入前导在所述UE与所述基站通信时无线帧中的普通子帧上发送。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第三确定模块，用于根据所述小区覆盖半径，确定所述UE与所述基站进行通信时所需要的保护时间间隔时隙GP。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
调整单元，用于调整所述无线帧的随机接入前导中的随机接入前导序列部分的长度和GT部分的长度，其中，调整后的GT部分的长度不小于根据所述小区覆盖半径确定的所述GT的长度。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括：
判断模块，用于判断用于所述UE与所述基站进行通信的通信资源中是否存在足够的上行时隙资源用于所述UE向所述基站发送所述随机接入前导；
调整模块，用于在所述判断模块的判断结果为否的情况下，对所述通信资源的上下行时隙资源的分配进行调整。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块，还用于确定所述GP的长度为2/3个子帧长度至2个子帧长度。
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