CN109802714B - 随机接入请求传输方法、装置设备和计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种随机接入请求传输方法、装置设备和计算机可读存储介质，所述方法包括：在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种随机接入请求传输方法、装置设备和计算机可读存储介质。
背景技术
5G新空口(New Radio，NR)技术面向2020年，要求极高数据速率的同时，也增加了对低时延的诉求。当要求低时延和高速率同时满足时，就对无线网络提出了更高的要求。5G主要支持三类服务：极限移动宽带(eMBB)、大连接物联网(mMTC)和低时延高可靠通信(uRLLC)。对于eMBB来说，除了低时延高速率、还要求极端的覆盖能力，即：要求在小区覆盖范围之内一致的用户体验，所以要进一步提升边缘用户的性能。
相关技术中UE一般采用单天线发射随机接入请求，这样在小区的边缘可能由于发射功率不够而降低接入成功率，从而影响了小区的边缘覆盖。
发明内容
为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种随机接入请求传输方法、装置设备和计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种随机接入请求传输方法，该方法包括：
在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
本发明实施例还提供了一种随机接入请求传输装置，该装置包括：
设置模块，用于在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
发送模块，用于采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
本发明实施例还提供了一种随机接入请求传输设备，该设备包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行上述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明实施例提供的随机接入请求传输方法、装置设备和计算机可读存储介质，在多个天线间通过循环延迟分集(Cyclic Delay Diversity，CDD)设置时延；采用所述多个天线同时发送随机接入请求。本发明实施例采用多天线发送随机接入请求，并通过在不同的天线间引入时延；这样，在整机发射功率大大提升的同时引入时间分集，就可以大大提高小区边缘用户的接入成功率，增强小区覆盖能力。
附图说明
图1为本发明实施例所述的随机接入请求传输方法流程示意图；
图2为本发明实施例所述的随机接入请求传输装置结构示意图；
图3为传统终端采用单发模式时的发射端流程示意图；
图4为本发明实施例所述更换码本过程示意图；
图5为本发明场景实施例一所述频域实现CDD发射端的示意图；
图6为本发明场景实施例二所述时域IFFT模块之后实现CDD发射端的示意图；
图7为本发明场景实施例三所述时域升采样模块之后实现CDD发射端的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明实施例提供了一种随机接入请求传输方法，可应用于具有天线的终端，所述终端可以以各种形式来实施。例如：可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(PortableMedia Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。如图1所示，该方法包括：
步骤101：在多个天线间通过CDD设置时延；
步骤102：采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
本发明实施例采用多天线发送随机接入请求，并通过在不同的天线间引入时延；这样，在整机发射功率大大提升的同时引入时间分集，就可以大大提高小区边缘用户的接入成功率，增强小区覆盖能力。
本发明实施例中，所述通过CDD设置时延，包括：
在频域或时域中设置CDD。
需要说明的是，根据频域相位旋转等效于时域循环移位的原理，CDD既可以在频域实现也可以在时域实现。无论在哪实现，只要同时到达天线分集和时间分集的效果，都是本发明的保护范围。
一个实施例中，所述在频域中设置CDD，包括：
在进行频域傅里叶变换产生频域ZC序列之后、且在移频模块将数据移动到随机接入请求所属带宽之前，执行CDD操作，产生多天线的频域数据。
这里，所述ZC序列即为Zadoff-chu序列，为恒包络零自相关(CAZAC)序列中的一种，常用于通信系统的同步算法中。
一个实施例中，所述在时域中设置CDD，包括：
在进行傅里叶反变换产生时域数据之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据；或者，
在进行升采样处理(对傅里叶反变换产生的时域数据进行升采样处理)之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据。
一个实施例中，所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之前，该方法还包括：预置多个码本；
相应的，所述通过CDD设置时延，包括：
从所述预置的多个码本中选择一个码本执行CDD操作。
一个实施例中，所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之后，该方法还包括：
确定当前的随机接入不成功时，调整随机接入请求的发射功率，同时从所述预置的多个码本中选择另一个码本执行CDD操作，直至随机接入成功或达到最大随机接入请求发送次数。
可知，由于随机接入无法使用闭环，所以物理随机接入信道(PRACH)的CDD只能采用开环的方式，即码本只能是固定的，无法根据闭环反馈来更新计算。然而，固定的码本不能满足所有UE位置及信道条件的要求。因此，为了避免固定码本不合适而引起的随机接入失败，本发明实施例给出了一个解决方案，即：预置多个码本，在初始接入时选择其中一个码本执行CDD操作，如果接入不成功，则调整发射功率的同时更换一个码本再次发起随机接入，直至接入成功或达到最大接入请求次数。
为了实现上述方法，本发明实施例还提供了一种随机接入请求传输装置，如图2所示，该装置包括：
设置模块201，用于在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
发送模块202，用于采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
本发明实施例中，所述设置模块201通过CDD设置时延，包括：在频域或时域中设置CDD。
一个实施例中，所述设置模块201在频域中设置CDD，包括：
在进行频域傅里叶变换产生频域ZC序列之后、且在移频模块将数据移动到随机接入请求所属带宽之前，执行CDD操作，产生多天线的频域数据。
一个实施例中，所述设置模块201在时域中设置CDD，包括：
在进行傅里叶反变换产生时域数据之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据；或者，
在进行升采样处理之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据。
一个实施例中，所述发送模块202采用所述多个天线同时发送随机接入请求之前，
所述设置模块201，还用于预置多个码本；从所述预置的多个码本中选择一个码本执行CDD操作。
一个实施例中，所述发送模块202采用所述多个天线同时发送随机接入请求之后，
所述设置模块201，还用于确定当前的随机接入不成功时，调整随机接入请求的发射功率，同时从所述预置的多个码本中选择另一个码本执行CDD操作，直至随机接入成功或达到最大随机接入请求发送次数。
本发明实施例还提供了一种随机接入请求传输设备，该设备包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行：
在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
在频域或时域中设置CDD。
所述在频域中设置CDD时，所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
在进行频域傅里叶变换产生频域ZC序列之后、且在移频模块将数据移动到随机接入请求所属带宽之前，执行CDD操作，产生多天线的频域数据。
所述在时域中设置CDD时，所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
在进行傅里叶反变换产生时域数据之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据；或者，
在进行升采样处理之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据。
所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之前，所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：预置多个码本；
相应的，所述通过CDD设置时延时，所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
从所述预置的多个码本中选择一个码本执行CDD操作。
所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之后，所述处理器还用于运行所述计算机程序时，执行：
确定当前的随机接入不成功时，调整随机接入请求的发射功率，同时从所述预置的多个码本中选择另一个码本执行CDD操作，直至随机接入成功或达到最大随机接入请求发送次数。
需要说明的是：上述实施例提供的设备在进行随机接入请求的传输时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的设备与相应方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
在示例性实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，执行：
在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
采用所述多个天线同时发送随机接入请求。
所述计算机程序被处理器运行时，还执行：
在频域或时域中设置CDD。
所述在频域中设置CDD时，所述计算机程序被处理器运行时，还执行：
在进行频域傅里叶变换产生频域ZC序列之后、且在移频模块将数据移动到随机接入请求所属带宽之前，执行CDD操作，产生多天线的频域数据。
所述在时域中设置CDD时，所述计算机程序被处理器运行时，还执行：
在进行傅里叶反变换产生时域数据之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据；或者，
在进行升采样处理之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据。
所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之前，所述计算机程序被处理器运行时，还执行：
预置多个码本；
相应的，所述通过CDD设置时延时，所述计算机程序被处理器运行时，还执行：
从所述预置的多个码本中选择一个码本执行CDD操作。
所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之后，所述计算机程序被处理器运行时，还执行：
确定当前的随机接入不成功时，调整随机接入请求的发射功率，同时从所述预置的多个码本中选择另一个码本执行CDD操作，直至随机接入成功或达到最大随机接入请求发送次数。
下面结合场景实施例对本发明进行描述。
可知，5G与LTE相比，支持更大的容量(LTE的1000倍)。提升系统容量的有效方法有引入新的频谱、增加网络密度、提高频谱利用率等。大规模的多入多出(MIMO)技术是一种可以大大提高小区频谱效率的技术。MIMO通过提升频谱效率可以在给定区域实现极高的数据速率，也可以提升极限覆盖。在上行链路中，单用户MIMO在用户侧可以利用多个天线(如4个或8个)同时发射，这样用户整机的发射功率会大大增强，用户的性能尤其是边缘用户的性能会得到很大的提升。
传统的终端一般采用单发多收的模式，即采用单天线发射随机接入信号。PRACH单天线发射的发射流程如图3所示，此处不再详述。
引入MIMO之后，为了提高小区的边缘覆盖能力，UE可以采用多天线同时发射随机接入信号(请求)，并通过CDD在天线间引入时延以达到时间分集的目的，从而提高接入成功率。
根据时域的循环移位等效于频域的相位旋转的原理，CDD模块即可以在时域引入也可以在频域引入。
在频域引入时，可以选择在图3所示的天线中的FFT模块之后，移频模块之前设置CDD模块。对应天线的发射流程为：
步骤一：ZC序列生成模块产生时域的ZC序列；
步骤二：FFT模块做频域傅里叶变换(FFT)产生频域ZC序列；
步骤三：CDD模块做循环延迟分集(CDD)，产生多天线的频域数据；
步骤四：移频模块将数据移动至随机接入请求(PRACH)所属带宽；
步骤五：IFFT模块做傅里叶反变换(IFFT)，产生多天线时域数据；
步骤六：对所述多天线时域数据进行升采样处理；
步骤七：在所述升采样处理后的时域数据中加循环前缀(CP)。
在时域引入时，可以选择在IFFT模块之后、或者升采样模块之后设置CDD模块。对应发射端的流程为：
步骤一：ZC序列生成模块产生时域的ZC序列；
步骤二：FFT模块做频域傅里叶变换(FFT)产生频域ZC序列；
步骤三：移频模块将数据移动至PRACH所属带宽；
步骤四：IFFT模块做傅里叶反变换(IFFT)，产生时域数据；
步骤五：CDD模块做循环延迟分集(CDD)，产生多天线的时域数据；
步骤六：对所述多天线时域数据进行升采样处理；
步骤七：在所述升采样处理后的时域数据中加循环前缀(CP)。
在时域引入CDD时，上述步骤五和步骤六可以互换。
实际系统中在小区的边缘，随机接入可能要多次才能成功接入。即：如果某次接入不成功，则调整发射功率继续发起随机接入请求，直至接入成功或者达到最大接入请求次数。从相关技术可知，由于随机接入无法使用闭环，所以物理随机接入信道(PRACH)的CDD只能采用开环的方式，即码本只能是固定的，无法根据闭环反馈来更新计算。然而，固定的码本不能满足所有UE位置及信道条件的要求。因此，为了避免固定码本不合适而引起的随机接入失败，本发明实施例给出了一个解决方案，即：预置多个码本，在初始接入时选择其中一个码本执行CDD操作，如果接入不成功，则调整发射功率的同时更换一个码本再次发起随机接入，直至接入成功或达到最大随机接入请求次数。具体过程如图4所示，包括：
步骤401：在初始接入时选择预置的一个码本执行CDD操作；
步骤402：对天线的发射功率进行控制；
步骤403：判断是否接入成功或达到最大随机接入请求次数，如果是，则结束当前的流程；否则，返回执行步骤401。
实施例1
本实施例为在频域的移频模块之前引入CDD模块，多天线发射流程如图5所示。
以在频域模块之前引入CDD为例说明本发明的实施方式。假设天线发射信号的频域Preamble(前导)序列为X(k)，其中k＝0,...Nzc-1，Nzc为序列长度。CDD通过如下方式引入：
其中，所述P是UE的发射天线数目，Y(i)(k)是经过CDD后第i个天线对应的Preamble序列，i＝1,..,P-1。WCDD(k)为P×1的延迟矩阵，每个子载波都不一样。在采样率fs下，1个采样点时偏对子载波间隔ΔfRA产生的相位为
其中Tseq为preamble所占的采样点数。从1个端口到P个天线映射，需要乘以P×1的矩阵WCDD(k)：
其中，w1,w2,...,wP-1是每个天线对应的延时样点数。称组合[w1,w2,...,wP-1]为一个码本，码本的值可以通过仿真获得。
实施例2
上面实施例1中的CDD是通过在频域进行不同的相位旋转实现的，根据频域相位旋转等效于时域循环移位的原理，CDD也可以通过时域的循环移位来实现。本实施例可以选择在IFFT模块后进行CDD操作，即：
步骤一：ZC序列生成模块产生时域的ZC序列；
步骤二：FFT模块做频域傅里叶变换(FFT)产生频域ZC序列；
步骤三：移频模块将数据移动至PRACH所属带宽；
步骤四：IFFT模块做傅里叶反变换(IFFT)，产生时域数据；
步骤五：CDD模块做循环延迟分集(CDD)，产生多天线的时域数据；
步骤六：对所述多天线时域数据进行升采样处理；
步骤七：在所述升采样处理后的时域数据中加循环前缀(CP)。
对应的发射端流程图如图6所示。
实施例3
上面实施例1中的CDD是通过在频域进行不同的相位旋转实现的，根据频域相位旋转等效于时域循环移位的原理，CDD也可以通过时域的循环移位来实现。本实施例可以选择在升采样模块后进行CDD操作，即：
步骤一：ZC序列生成模块产生时域的ZC序列；
步骤二：FFT模块做频域傅里叶变换(FFT)产生频域ZC序列；
步骤三：移频模块将数据移动至PRACH所属带宽；
步骤四：IFFT模块做傅里叶反变换(IFFT)，产生时域数据；
步骤五：对所述时域数据进行升采样处理；
步骤六：CDD模块做循环延迟分集(CDD)，产生多天线的时域数据；
步骤七：在所述多天线的时域数据中加循环前缀(CP)。
对应的发射端流程图如图7所示。
本发明实施例采用多天线发送随机接入请求，并通过在不同的天线间引入时延；这样，在整机发射功率大大提升的同时引入时间分集，就可以大大提高小区边缘用户的接入成功率，增强小区覆盖能力。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种随机接入请求传输方法，其特征在于，该方法包括：
在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
采用所述多个天线同时发送随机接入请求；
所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之前，包括：预置多个码本；
相应的，所述通过CDD设置时延，包括：
从所述预置的多个码本中选择一个码本执行CDD操作；
所述采用所述多个天线同时发送随机接入请求之后，包括：
确定当前的随机接入不成功时，调整随机接入请求的发射功率，同时从所述预置的多个码本中选择另一个码本执行CDD操作，直至随机接入成功或达到最大随机接入请求发送次数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过CDD设置时延，包括：
在频域或时域中设置CDD。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在频域中设置CDD，包括：
在进行频域傅里叶变换产生频域ZC序列之后、且在移频模块将数据移动到随机接入请求所属带宽之前，执行CDD操作，产生多天线的频域数据。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在时域中设置CDD，包括：
在进行傅里叶反变换产生时域数据之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据；或者，在进行升采样处理之后，执行CDD操作，产生多天线的时域数据。
5.一种随机接入请求传输装置，其特征在于，该装置包括：
设置模块，用于在多个天线间通过循环延迟分集CDD设置时延；
发送模块，用于采用所述多个天线同时发送随机接入请求；
所述发送模块采用所述多个天线同时发送随机接入请求之前，
所述设置模块，还用于预置多个码本；从所述预置的多个码本中选择一个码本执行CDD操作；
所述发送模块采用所述多个天线同时发送随机接入请求之后，
所述设置模块，还用于确定当前的随机接入不成功时，调整随机接入请求的发射功率，同时从所述预置的多个码本中选择另一个码本执行CDD操作，直至随机接入成功或达到最大随机接入请求发送次数。
6.一种随机接入请求传输设备，其特征在于，该设备包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，
其中，所述处理器用于运行所述计算机程序时，执行权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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