CN104796979A - 调整随机接入序列的方法及用户终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种调整随机接入序列格式的方法及用户终端，所述方法包括：用户终端获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息；根据位置信息确定随机接入序列从波束中心传输到用户终端的时延差偏差；根据漏检概率和虚警概率确定随机接入序列的前导序列持续时间，获取随机接入序列的采样频率，根据采样频率和前导序列持续时间确定序列长度，根据时延差偏差、前导序列持续时间和序列长度确定循环移位个数，用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。本发明重新调整随机接入序列的相关参数，有效地降低了试探次数，提高第一次接入成功率，从而确保高速、可靠和大容量的通信需求。

Description

调整随机接入序列的方法及用户终端

技术领域

本发明涉及卫星移动通信领域，特别是指一种调整随机接入序列的方法及用户终端。

背景技术

随着卫星通信技术的迅猛发展，将3GPP LTE(3rd GenerationPartnership Project Long Term Evolution，第三代合作伙伴计划长期演进)引入到卫星通信系统中，构建基于LTE的新一代卫星移动通信系统成为主流趋势。在卫星移动通信系统中，长时延、覆盖广是其主要特点，从而导致地面LTE的随机接入技术无法直接应用至卫星移动通信系统中。

目前，将LTE系统引入到卫星通信系统中处于起步阶段，考虑到卫星通信系统自身的特点，地面LTE系统的随机接入方式应用到卫星系统时主要受往返时延较大的限制。现有技术中，为解决由长时延引起的信号格式设计局限性问题，可以选择大幅增加信号长度或在PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)信号中加入控制信息的方法。

然而，大幅增加信号长度导致资源消耗较大，灵活性较低，增大信号检测的难度。此外，对于在PRACH信号中加入控制信息的方法，由于涉及到的编码、检测技术较多，导致使用难度较大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种调整随机接入序列的方法及用户终端，灵活性高，且不浪费系统资源。

第一方面，本发明提供一种调整随机接入序列的方法，包括以下步骤：

用户终端获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息；

用户终端根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差；

用户终端获取时延差偏差，根据所述时延差偏差确定前导序列持续时间；

用户终端获取随机接入序列的采样频率，根据所述采样频率和所述前导序列持续时间确定所述序列长度，所述序列长度为所述采样频率与所述前导序列持续时间相乘后取素数的值；

用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数；

用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。

第二方面，本发明提供一种用户终端，包括：

获取单元，用于获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息、随机接入序列的漏检概率、虚警概率和采样频率；

时延差偏差确定单元，用于根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差；

前导序列持续时间确定单元，用于根据所述时延差偏差确定前导序列持续时间；

序列长度确定单元，用于根据所述采样频率和所述前导序列持续时间确定所述序列长度，所述序列长度为所述采样频率与所述前导序列持续时间相乘后取素数的值；

循环移位个数确定单元，用于根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数；

调整单元，用于根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。

本发明基于时延预补偿进行随机接入序列的参数调整，通过分析LTE系统中随机接入前导格式和卫星移动通信系统的特点，首先进行时延差估计并进行预补偿，其次，重新调整随机接入序列中与波束覆盖半径相关的参数，有效地降低了试探次数、提高第一次接入成功率，从而确保高速、可靠和大容量的通信需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的随机接入序列格式的示意图；

图2为本发明实施例提供的调整随机接入序列的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的用户终端与卫星交互示意图；

图4为本发明实施例提供的调整随机接入序列的方法的部分流程示意图；

图5为本发明实施例提供的调整随机接入序列的方法的部分流程示意图；

图6为本发明实施例提供的用户终端的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了根据传输时延，波束中心的用户终端与波束边缘用户终端的随机接入序列格式。本发明基于LTE系统，因此卫星随机接入序列格式与地面一致，随机接入序列时隙包括循环前缀CP、前导序列SEQ和保护间隔GT。

随机接入序列的持续时间与波束最大往返时延差、最大时延扩展以及漏检、虚警概率的设定有关；随机接入序列的序列长度与ZC序列个数、周围调度数据干扰以及波束内承载用户数相关；随机接入序列的循环移位的设计与签名序列个数，ZC根序列个数相关。因此本发明中随机接入信号格式的设计需考虑随机接入序列的持续时间和序列长度。

图2示出了本发明实施例中调整随机接入序列的方法的流程示意图，如图2所示，本实施例的调整随机接入序列的方法如下所述。

201、用户终端获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息。

举例说明，用户终端从卫星信息系统中获得点波束中心的位置信息，位置信息包括波束中心的经度和纬度信息。

202、用户终端根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差。

应说明的是，时延差偏差为时延差理论值和时延差真实值的偏差。

203、用户终端获取随机接入序列的漏检概率和虚警概率，根据所述漏检概率和虚警概率确定所述随机接入序列的前导序列持续时间。

其中，所述漏检概率和虚警概率是根据所述时延差偏差获得的。

204、用户终端获取随机接入序列的采样频率，根据所述采样频率和所述前导序列持续时间确定所述序列长度，所述序列长度为所述采样频率与所述前导序列持续时间相乘后取素数的值。

本实施例中，随机接入序列由一个序列长度为N_ZC的ZC序列循环移位得到。

205、用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数。

206、用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。

本实施例通过补偿的方式减小往返时延差，用户终端在进行随机接入之前将同波束内不同终端的往返时延差补偿发送，使同波束内终端发送的随机接入序列同时到达卫星，从而通过预补偿的方法可以在不浪费系统资源的情况下达到解决由长时延引起的信号格式设计局限性问题。

图3为本发明实施例提供的用户终端与卫星交互示意图，图4示出了本发明实施例中调整随机接入序列的方法的部分流程示意图，具体地，图4示出了图2中子步骤202的流程示意图，如图3和图4所示，步骤202具体包括：

2021、用户终端根据位置信息确定所述波束中心的坐标信息。

本实施例中，用户终端根据公式(1)、公式(2)和公式(3)确定所述波束中心的坐标信息：

x₁＝RcosB_1latsinB_1longt   (1)

y₁＝RcosB_1latcosB_1longt   (2)

z₁＝RsinB_1lat   (3)

其中，(B_1lat，B_1longt)为波束中心位置，R为地球半径，(x₁，y₁，x₁)为波束中心的坐标信息。

2022、用户终端获取卫星高度，根据所述波束中心的坐标信息和卫星高度确定卫星的坐标信息。

举例来说，本实施例根据公式(4)、公式(5)、公式(6)确定卫星的坐标信息：

x₀＝(R+H)cosB_1latsinB_1longt   (4)

y₀＝(R+H)cosB_1latcosB_1longt   (5)

z₀＝(R+H)sinB_1lat   (6)

其中，H为卫星高度，(x₀，y₀，x₀)为卫星的坐标信息，(B_1lat，B_1longt)为波束中心位置，R为地球半径，(x₁，y₁，x₁)为波束中心的坐标信息。

2023、用户终端根据波束中心的坐标信息和卫星的坐标信息确定所述波束中心和所述卫星之间的距离。

应说明的是，本实施例根据公式(7)确定波束中心和卫星之间的距离：

$d_1=\sqrt{{(x_1-x_0)}^2+{(y_1-y_0)}^2+{(z_1-z_0)}^2}---\left(7\right)$

其中，(x₁，y₁，x₁)为波束中心的坐标信息，(x₀，y₀，x₀)为卫星的坐标信息，d₁为波束中心和卫星之间的距离。

2024、用户终端获取用户终端的功率信息，根据功率信息确定卫星和用户终端的距离。

2025、用户终端根据波束中心和卫星之间的距离、卫星和用户终端的距离确定随机接入序列从波束中心到用户终端的时延差理论值。

2026、用户终端获取随机接入序列从波束中心传输到所述用户终端的时延差真实值，根据时延差理论值和时延差真实值的偏差确定时延差偏差。

本实施例中，根据公式(15)获得时延差偏差：

Δt_e＝|ΔT-Δt|   (15)

其中，Δt为时延差理论值，Δt_e为时延差偏差，ΔT是时延差真实值，Δt_e主要是由于用户终端的接收功率的波动引起的。

举例说明，从覆盖性能的角度出发，一般来说，较长的序列获得较好的覆盖范围，但是较好的覆盖范围要求较长的CP和GT来抵消相应的往返时延。CP和GT的持续时间是由时间的不确定性来确定，由计算往返时延差的方法可以得到，若定位估计误差在30km，接收功率的波动ΔP服从均值为0，标准差方差0.05的正太分布(ΔP～N(0.05))，则Δt_e＝0.3ms，此时时间预补偿是0.3ms。

CP＝GT＝ΔT_RTD＝0.3ms   (16)

在步骤2024的一种实施方式中，所述用户终端的功率信息，包括用户终端的接收功率和发射功率，用户终端根据接收功率和发射功率确定所述卫星和所述用户终端的距离，其中，根据用户终端的接收功率和发射功率确定所述卫星和所述用户终端的距离，包括：

用户终端根据公式(8)和公式(9)确定所述卫星和所述用户终端的距离：

P_r＝P_max+G_a-L(d)-P_L(dB)   (8)

L(d)＝92.44+20logd(km)+20logf(GHz)   (9)

其中，P_r为用户终端的接收功率，P_max为用户终端的发射功率，G_a为接收天线增益，L(d)为基于自由空间损耗模型的路径损耗，P_L为穿透损耗，N_f代表接收机噪声指数，d为卫星和用户终端的距离。

为了增加时延差理论值的准确性，在步骤2024的另一种实施方式中，用户终端获取用户终端所在区域的点波束中心的相邻波束中心的位置信息以及与相邻波束中心对应的用户终端的相对功率，用户终端根据所述相邻波束中心的位置信息，确定所述用户终端与所述相邻波束中心的距离；用户终端根据所述相对距离、所述用户终端与波束中心的相对功率所述确定所述卫星和所述用户终端的距离。

在具体应用中，可以用相对功率来增加估计的准确性，如公式(10)所述，

P_i＝P_r-P_ri(i＝1，2，3…n)(10)

其中，P_i为第i个用户终端和波束中心B_i的相对功率，P_r是用户终端的接收功率，P_ri是波束中心B_i的接收功率，n为光束数目。将公式(8)代入公式(10)得到：

P_i＝[P_max+G_a-L(d)-P_L(dB)]-[P_max+G_a-L(d_i)-P_L(dB)]＝L(d_i)-L(d)(i＝1,2,3...n)

                                                     (11)

将公式(9)代入公式(11)得到：

P_i＝[92.44+20logd_i(km)+20logf(GHz)]-[92.44+20logd(km)+20logf(GHz)]

＝20log(d_i/d)(i＝1,2,3...n)   (12)

因此卫星和所述用户终端的距离d可以表示成：

$d=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{d_i}{{10}^{P_{i}20}}}{n}---\left(13\right)$

通过相对功率计算d可以消除G_a，P_max和P_L，从而提高计算精度，d_i为用户终端与第i个相邻波束中心的距离，为了进一步减小偏差，可选择更多波束测量d值求平均，因而时延差Δt为：

Δt＝min(|d_i-d|/c)   (14)

图5示出了本发明实施例中调整随机接入序列的方法的部分流程示意图，具体地，图5示出了图2中子步骤203的流程示意图，如图3和图5所示，步骤203具体包括：

2031、用户终端根据时延差偏差确定随机接入序列的虚警概率和漏检概率。

本实施例中，虚警概率和漏检概率是通过时延差偏差获得的。

2032、用户终端获取波束覆盖半径，根据波束覆盖半径、虚警概率和漏检概率确定前导序列持续时间的取值上限。

2033、用户终端获取上行数据传输子载波符号持续时间，在序列持续时间的取值上限内，根据上行数据传输子载波符号持续时间确定所述前导序列持续时间，前导序列持续时间为所述上行数据传输子载波符号持续时间的整数倍。

在步骤2031中，参考3GPP标准—25.814可知，随机接入序列的前导序列持续时间T_SEQ与覆盖性能直接相关，并可由所要求的前导序列能量与热噪声比E_P/N₀推算，从而满足目标漏检概率和虚警概率，如公式(17)所示：

$T_{\mathrm{SEQ}}=\frac{N_0{N}_f}{P_{\mathrm{RA}}\left(r\right)}\frac{E_P}{N_0}---\left(17\right)$

其中P_RA(r)为卫星基带输入的随机接入序列信号功率，该参数与覆盖半径有关；N_f是接收机噪声系数。对于给定的漏检和虚警概率，可以得到相对应的序列能量与热噪声比E_P/N₀，这样也就确定了序列长度T_SEQ。

若漏检和虚警概率未给定，根据标准“R1-060998：E-UTRA RandomAccess Preamble Design”可知，在静态信道状态下，序列能量与热噪声比E_P/N₀与漏检和虚警概率的关系，如公式(18)所示：

$\frac{E_P}{N_0}=\frac{E_C}{N_0}{N}_P---\left(18\right)$

虚警概率表达式为：

$\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{FA}}=\mathrm{Pr}(\max \left({\left\{{\mathrm{\&lambda;}}_v\left(m\right)\right\}}_{m=0}^{D-1}\right)\&GreaterEqual;a)=1-\mathrm{Pr}({\mathrm{\&lambda;}}_v\left(0\right)<a,{\mathrm{\&lambda;}}_v\left(1\right)<a,...,{\mathrm{\&lambda;}}_v(D-1)<a)\\ =1-\underset{m=0}{\overset{D-1}{\mathrm{\&Pi;}}}\mathrm{Pr}({\mathrm{\&lambda;}}_v\left(m\right)<a)=1-{\left[F_{{\mathrm{\&chi;}}^2}(a,2N_a,0)\right]}^D\end{array}---\left(19\right)$

在静态信道状态下，漏检概率的公式为：

$\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{MD}}=\mathrm{Pr}(\max \left({\left\{{\mathrm{\&lambda;}}_v\left(m\right)\right\}}_{m=0}^{D-1}\right)<a|\mathrm{preamble\; v\; is\; transmitted})=\mathrm{Pr}({\mathrm{\&lambda;}}_v\left(0\right)<a,{\mathrm{\&lambda;}}_v\left(1\right)<a,...,{\mathrm{\&lambda;}}_v(D-1)<a)\\ =\underset{m=0}{\overset{D-1}{\mathrm{\&Pi;}}}\mathrm{Pr}({\mathrm{\&lambda;}}_v\left(m\right)<a)={\left[F_{{\mathrm{\&chi;}}^2}(a,2N_a,0)\right]}^{D-1}\&times;F_{{\mathrm{\&chi;}}^2}(a,{2N}_a,\frac{N_a{E}_c{N}_P}{{\mathrm{\&sigma;}}_w^2}).\end{array}---\left(20\right)$

其中，E_C为每个采样的发射能量，D为检测窗口长度，a为判决门限，N_a为天线个数，为零均值高斯白噪声方差，其中检测窗口长度D的取值等于时延差偏差。

在具体应用中，若漏检概率与虚警概率分别为10^-2、10^-3时，可以计算得到E_P/N₀＝25.5，将其代入公式(17)，即可得到波束覆盖半径与序列持续时间T_SEQ的关系式，给定覆盖半径，即可得到T_SEQ的取值上限。

在本实施例的步骤2032中，为了保证随机接入序列与PUSCH(Physical Uplink Shared Channel，物理上行共享信道)子载波间隔兼容，前导序列持续时间T_SEQ更多的限制来自于单载波FDMA信号生成原则，N_DFT须是一个整数，即

N_DFT＝f_sT_SEQ＝k   (21)

其中f_s是采样频率，同时使得前导序列子载波和周围上行数据传输子载波间的正交性损失到最小。当PUSCH的子载波间隔Δf是PRACH子载波间隔Δf_RA的整数倍时，可实现这一目标，即

${\mathrm{\&Delta;f}}_{\mathrm{RA}}=\frac{f_s}{N_{\mathrm{DFT}}}=\frac{1}{T_{\mathrm{SEQ}}}=\frac{1}{{\mathrm{kT}}_{\mathrm{SYM}}}=\frac{1}{k}\mathrm{\&Delta;f}---\left(22\right)$

其中，T_SYM是上行数据传输子载波符号持续时间。因此，前导序列持续时间必须是上行数据传输子载波持续时间的整数倍，即

$T_{\mathrm{SEQ}}=k{T}_{\mathrm{SYM}}=\frac{k}{\mathrm{\&Delta;f}},k\&Element;N---\left(23\right)$

举例说明，本实施例的前导序列持续时间T_SEQ可以为：

T_SEQ＝kT_SYM＝36×66.67us≈2.4ms  (24)

应说明的是，根据时延差偏差确定前导序列持续时间的之后，根据时延差偏差确定循环前缀持续时间和保护间隔持续时间，所述循环前缀持续时间和保护间隔持续时间的值等于所述时延差偏差的值，用户终端累计所述循环前缀持续时间、保护间隔持续时间以及前导序列持续时间，根据所述累计结果确定所述随机接入序列持续时间。

此时，PRACH信号持续时间为：

T_RA＝T_CP+T_SEQ+T_GT＝0.3+2.4+0.3＝3ms  (25)

本实施例中，在设计卫星LTE系统随机接入序列长度时，需着重考虑PRACH前导序列的签名个数，签名序列的个数表示该波束内可允许同时进行随机接入的用户数量。在地面LTE系统中提供64个签名(signature)，相比WCDMA中PRACH前导序列，已经较大降低了相同时刻的终端在竞争接入时的碰撞概率。卫星LTE系统的PRACH前导序列签名之间的正交性、或较小的互相关特性是通过ZC序列的循环移位得到的。循环移位的粒度取决于波束半径以及信道的时延扩展。

由于不同ZC序列循环移位得到的序列并不正交，通过对单一基序列循环移位得到的正交序列优于非正交序列，因此，应尽可能少用附加的ZC基序列，ZC基序列越多互相关性就越大。

在步骤204中，随机接入序列由一个序列长度为N_ZC的ZC序列循环移位得到，根据公式(26)可知：

$x_u\left(n\right)=\exp [-j\frac{\mathrm{\&pi;um}(n+1)}{N_{\mathrm{ZC}}}],0\&le;n\&le;N_{\mathrm{ZC}}-1---\left(26\right)$

其中u为ZC序列索引，N_ZC为序列长度，根据公式(27)

N'_ZC＝T_SEQ×f_s＝2400us×1.08MHz≈2592  (27)

优化取素数后得到：

N_ZC＝2591  (28)

其中，f_s为采样频率，T_SEQ为前导序列持续时间，本实施例中，f_s为1.08MHZ，T_SEQ为2400μs。

可理解的是，本实施例不对采样频率的数值举行具体限定，该数值可根据实际需要自行设定。

在具体应用中，假设有两个用户终端，第一用户终端距离卫星较远，第二用户终端距离卫星较近，第一用户终端使用循环移位值为0，第二用户终端使用循环移位值为N_CS。从卫星转发器角度看来，由于传输时延的存在，第一用户终端的循环移位值不是0而是其他值X，只要值X小于N_CS，长度为X与N_CS的前导序列自相关的值为0，这样卫星仍然能够区分接入过程中的第一用户终端和第二用户终端，若X大于N_CS，则接收端会有误判的可能。因此，循环移位受波束最大覆盖半径所限制。

由于ZC序列有着良好的自相关和互相关特性，卫星LTE系统中的循环移位也可以尽可能多的利用ZC序列。但是不同ZC序列循环移位得到的序列并不正交。因此通过对一单一基序列循环移位得到的正交序列优于非正交序列；应该仅在当所需序列个数不能由单一基序列循环移位得到时使用附加的ZC基序列。因此，循环移位尺寸在RACH设计中很重要。

循环移位偏移N_CS是标定的，因此当忽略时延扩展和UT时间不确定性时，序列的零相关区(ZCZ)保证了PRACH序列的正交性。因此，N_CS的最小值应为序列采样周期的最小整数个数目，大于上行异步UT的时延扩展和时间不确定性，加上在PRACH接收器上用于防止脉冲成型滤波器包络溢出的保护采样。

循环移位N_CS的下界值为:

$N_{\mathrm{CS}}\&GreaterEqual;\left[(\mathrm{\&Delta;}{t}_e+{\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{\&delta;s}})\frac{N_{\mathrm{ZC}}}{T_{\mathrm{SEQ}}}\right]+n_g---\left(29\right)$

其中，△t_e为往返时延差，τ_ds为最大时延扩展，N_ZC为序列长度，T_SEQ为前导序列持续时间，n_g是由接收脉冲成形滤波器所附加的保护采样个数，N_cs为循环移位个数。

本实施例中，即△t_e为往返时延差，△t_e为0.3ms，T_SEQ为2.4ms，N_zc为2591，根据公式(30)，循环移位N_CS满足：

$N_{\mathrm{CS}}\&GreaterEqual;\left[({\mathrm{\&Delta;t}}_e+{\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{ds}})\frac{N_{\mathrm{ZC}}}{T_{\mathrm{SEQ}}}\right]+n_g\&ap;{\mathrm{\&Delta;t}}_e\&times;\frac{N_{\mathrm{ZC}}}{T_{\mathrm{SEQ}}}=324---\left(30\right)$

由上式可知，T_SEQ除了与序列长度N_ZC相关，还与E_C/N₀相关。因此若序列长度N_ZC保持不变，可以通过增大E_C/N₀的值，使E_P/N₀保持不变。通过计算可知，在其他条件不变的情况下，若需要N_ZC＝2591，PRACH接收到的符号噪声功率比:

本实施例通过对随机接入过程进行研究，分析随机接入序列格式设计原理及前导序列的扩展方案，并针对卫星移动通信系统的特点分析了随机接入序列前导格式的优化目标，提出了一种基于时延差预补偿的随机接入序列格式设计方案，本实施例的一次接入成功率整体优于地面移动通信系统，支持比地面LTE小区更多的用户数，较大降低了相同时刻的终端在竞争接入时的碰撞概率，提高一次接入成功率，对于提高无线资源利用率及服务质量，确保高速、可靠和大容量的通信需求有重大意义。

图6示出为本发明实施例提供的用户终端的结构示意图，如图6所示，所述用户终端包括：获取单元61、时延差偏差确定单元62、前导序列持续时间确定单元63、序列长度确定单元64、循环移位个数确定单元65和调整单元66；

其中，获取单元61用于从卫星信息系统中获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息；

时延差偏差确定单元62用于根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差；

相应地，获取单元61还用于获取漏检概率和虚警概率；

前导序列持续时间确定单元63用于根据所述漏检概率和虚警概率确定所述随机接入序列的前导序列持续时间，所述漏检概率和虚警概率是根据所述时延差偏差获得的；

相应地，获取单元61还用于获取所述随机接入序列的采样频率；

序列长度确定单元64用于根据所述采样频率和所述前导序列持续时间确定序列长度，所述序列长度为所述采样频率与所述前导序列持续时间相乘后取素数的值；

循环移位个数确定单元65用于根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数；

调整单元66用于根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。

本实施例的用户终端在进行随机接入之前将同波束内不同终端的往返时延差补偿发送，使同波束内终端发送的PRACH信号同时到达卫星，通过预补偿的方法可以在不浪费系统资源的情况下达到解决由长时延引起的信号格式设计局限性问题。

本实施例的用户终端可执行前述的图2至图5所示的方法实施例中的流程，本实施例不在此进行详述。

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以及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 (10)

1.一种调整随机接入序列的方法，其特征在于，包括：

用户终端从卫星信息系统中获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息；

用户终端根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差；

用户终端获取随机接入序列的漏检概率和虚警概率，根据所述漏检概率和虚警概率确定所述随机接入序列的前导序列持续时间，所述漏检概率和虚警概率是根据所述时延差偏差获得的；

用户终端获取所述随机接入序列的采样频率，根据所述采样频率和所述前导序列持续时间确定序列长度，所述序列长度为所述采样频率与所述前导序列持续时间相乘后取素数的值；

用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数；

用户终端根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差，包括：

根据所述位置信息确定所述波束中心的坐标信息；

获取卫星高度，根据所述波束中心的坐标信息和卫星高度确定卫星的坐标信息；

用户终端根据所述波束中心的坐标信息和所述卫星的坐标信息确定所述波束中心和所述卫星之间的距离；

用户终端获取用户终端的功率信息，根据所述功率信息确定所述卫星和所述用户终端的距离；

用户终端根据所述波束中心和所述卫星之间的距离、所述卫星和所述用户终端的距离确定所述随机接入序列从所述波束中心到所述用户终端的时延差理论值；

用户终端获取随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差真实值，根据所述时延差理论值和所述时延差真实值的偏差确定所述时延差偏差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取用户终端的功率信息，根据所述功率信息确定所述卫星和所述用户终端的距离，包括：

用户终端获取用户终端的功率信息，所述功率信息包括用户终端的接收功率和发射功率；

用户终端根据用户终端的接收功率和发射功率确定所述卫星和所述用户终端的距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据用户终端的接收功率和发射功率确定所述卫星和所述用户终端的距离，包括：

用户终端根据公式一和公式二确定所述卫星和所述用户终端的距离：

P_r＝P_max+G_a-L(d)-P_L(dB)    公式一

L(d)＝92.44+20logd(km)+20logf(GHz)    公式二

其中，P_r为用户终端的接收功率，P_max为用户终端的发射功率，G_a为接收天线增益，L(d)为基于自由空间损耗模型的路径损耗，P_L为穿透损耗，N_f代表接收机噪声指数，d为卫星和用户终端的距离。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取用户终端的功率信息，根据所述功率信息确定所述卫星和所述用户终端的距离，包括：

用户终端获取用户终端所在区域的点波束中心的相邻波束中心的位置信息以及用户终端与波束中心的相对功率；

用户终端根据所述相邻波束中心的位置信息，确定所述用户终端与所述相邻波束中心的距离；

用户终端根据所述相对距离、所述用户终端与波束中心的相对功率所述确定所述卫星和所述用户终端的距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述相对距离、所述用户终端与波束中心的相对功率所述确定所述卫星和所述用户终端的距离，包括：

用户终端根据公式三确定所述卫星和所述用户终端的距离：

$d=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{d_i}{{10}^{P_i/20}}}{n}$     公式三

其中，d_i为用户终端与第i个相邻波束中心的距离，P_i为第i个用户终端与波束中心的相对功率，n为光束数目，d为所述卫星和所述用户终端的距离。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述时延差偏差确定前导序列持续时间，包括：

用户终端根据所述时延差偏差确定所述随机接入序列的虚警概率和漏检概率；

用户终端获取波束覆盖半径，根据所述波束覆盖半径、虚警概率和漏检概率确定所述前导序列持续时间的取值上限；

用户终端获取上行数据传输子载波符号持续时间，在所述序列持续时间的取值上限内，根据所述上行数据传输子载波符号持续时间确定所述前导序列持续时间，所述前导序列持续时间为所述上行数据传输子载波符号持续时间的整数倍。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述时延差偏差确定前导序列持续时间的步骤之后，还包括：

用户终端根据所述时延差偏差确定循环前缀持续时间和保护间隔持续时间，所述循环前缀持续时间和保护间隔持续时间的值等于所述时延差偏差的值；

用户终端累计所述循环前缀持续时间、保护间隔持续时间以及前导序列持续时间，根据所述累计结果确定所述随机接入序列持续时间。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数，包括：

用户终端根据公式四确定循环移位个数：

$N_{\mathrm{CS}}\&GreaterEqual;\left[(\mathrm{\&Delta;}{t}_e+{\mathrm{\&tau;}}_{\mathrm{ds}})\frac{N_{\mathrm{ZC}}}{T_{\mathrm{SEQ}}}\right]+n_g$     公式四

其中，Δt_e为时延差偏差，τ_ds为最大时延扩展，N_ZC为序列长度，T_SEQ为前导序列持续时间，n_g是由接收脉冲成形滤波器所附加的保护采样个数，N_cs为循环移位个数。

10.一种用户终端，其特征在于，包括：

获取单元，用于从卫星信息系统中获取用户终端所在区域的点波束中心的位置信息、随机接入序列的漏检概率、虚警概率和采样频率；

前导序列持续时间确定单元，用于根据所述漏检概率和虚警概率确定所述随机接入序列的前导序列持续时间，所述漏检概率和虚警概率是根据所述时延差偏差获得的；

时延差偏差确定单元，用于根据所述位置信息确定随机接入序列从所述波束中心传输到所述用户终端的时延差偏差；

序列长度确定单元，用于根据所述采样频率和所述前导序列持续时间确定序列长度，所述序列长度为所述采样频率与所述前导序列持续时间相乘后取素数的值；

循环移位个数确定单元，用于根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度确定循环移位个数；

调整单元，用于根据所述时延差偏差、所述前导序列持续时间和所述序列长度和所述循环移位个数调整所述随机接入序列。