WO2008014672A1 - Procédé de transmission pour signal pilote d'accès aléatoire à asynchronisme - Google Patents

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    • H04W56/009—Closed loop measurements

Definitions

  • the present invention relates to the field of digital mobile communications, and in particular to a random access signal transmission method based on a single carrier frequency division multiplexing technique in a time division duplex (TDD) system.
  • TDD time division duplex
  • Broadband mobile communication systems typically experience the frequency selectivity of the channel.
  • the frequency selectivity of a channel is that the channel has different attenuation at different frequencies.
  • Frequency selective channels typically cause severe inter-symbol interference (ISI), inter-carrier interference (ICI), and multiple access interference (MAI).
  • ISI inter-symbol interference
  • ICI inter-carrier interference
  • MAI multiple access interference
  • the most common method for countering frequency selective fading is to use single carrier equalization technology at the receiving end, which is divided into two categories: single carrier time domain equalization technology and single carrier frequency domain equalization technology.
  • Single-carrier time domain equalization technology is a mature technology with strong anti-interference ability.
  • the complexity of the single-carrier time-domain equalizer and the maximum delay of the channel are extended to a cubic growth ratio, so the single-carrier time-domain equalizer is difficult to implement in some practical applications.
  • single-carrier frequency domain equalization overcomes the shortcomings of single-carrier time domain equalization.
  • the received signal is a convolution of the transmitted signal and the channel impulse response in the time domain, and is the product of the transmitted signal and the channel frequency domain response in the frequency domain.
  • the single carrier frequency domain equalizer can perform equalization at each frequency point, so that the computational complexity is greatly reduced.
  • the performance of a single carrier frequency domain equalizer is the same as that of a single carrier time domain equalizer, and its complexity is comparable to that of an orthogonal frequency division multiplexing system.
  • For the single-carrier frequency-domain equalizer there is a more simplified processing method.
  • the linear convolution process of the signal and the channel is converted into a circular convolution, which simplifies the reception.
  • the processing of the machine as long as the maximum delay spread energy window of the channel is controlled within the CP, can effectively remove the user's own inter-symbol interference (ISI). If the time when the uplink multi-user arrives at the base station is synchronized within a reference CP, The multi-user received signal is subjected to joint Fourier transform processing, thereby simplifying the processing of the receiver multi-user.
  • ISI inter-symbol interference
  • the uplink random access can ensure that the uplink multi-user initiates the access, or the transition from the asynchronous to the synchronous state, and ensures that the time of arrival to the base station is synchronized within a reference CP, and the general procedure of the uplink random access can be performed.
  • the base station measures the arrival time of the reference signal of the uplink transmit preamble, compares with the reference reference time, determines whether the terminal needs to advance or lags, and then uses the downlink command to adjust the time to be adjusted.
  • the terminal or the step adjustment method informs the terminal to adjust the transmission time.
  • This access procedure is generally referred to as a non-synchronous random access procedure.
  • the synchronous random access procedure emphasizes the transmission of control signaling requesting scheduling.
  • FIG. 1 is a typical frame structure diagram of a TDD system.
  • the 10ms frame is divided into two equal-length 5n ⁇ wireless subframes, each of which contains seven service slots (TS0 ⁇ TS6), and the synchronization and guard interval between TS0 and TS1 is 0.275ms.
  • TS0 ⁇ TS6 seven service slots
  • synchronization and guard interval between TS0 and TS1 is 0.275ms.
  • DwPTS downlink pilot time slot
  • GP guard time
  • UpPTS uplink pilot time slot
  • the basic time of the transmission time interval (TTI) is p ⁇ Sms, which is consistent with the service slot time.
  • the guard time is used to protect the switching point between the downlink and the uplink, so as to avoid mutual interference between the downlink and uplink of the TDD system.
  • the UpPTS is used to carry the preamble transmission of the uplink random access signal.
  • the access time length of the UpPTS is not sufficient to ensure that the random access signal arrives at the base station for detection; at the same time, since the random access signals of different users are different due to the location in the cell, the random access to the base station is caused.
  • the time of accessing the signals is also inconsistent.
  • the present invention has been made in view of the above problems in the prior art. Accordingly, the present invention is directed to a method for transmitting a non-synchronized random access preamble signal to complete a TDD single carrier randomization under a large cell. Access function.
  • the present invention provides a method for transmitting a non-synchronized random access preamble, which is applicable to a time division duplex communication system, including: a time division duplex communication system in a first uplink service time slot of a wireless subframe or The TTI corresponding to the service time slot transmits a non-synchronized random access preamble signal.
  • the non-synchronized random access preamble occupies an uplink service time slot after the first uplink service time slot in an extended or repeated manner.
  • the guard time is left behind the first uplink traffic slot. This protection time does not exceed
  • the above method can also be based on a 1.25M, 2.5M, 10M, 15M or 20M bandwidth system.
  • the invention also discloses a method for transmitting a non-synchronous random access preamble signal, which is suitable for a time division duplex communication system, comprising: a time division duplex communication system in an uplink pilot time slot of a wireless subframe and a first uplink service The slot transmits a non-synchronous random access preamble signal.
  • the non-synchronized random access preamble occupies an uplink service time slot after the first uplink service time slot in an extended or repeated manner.
  • the guard time is left behind the first uplink traffic slot. This protection time does not exceed 0.2ms.
  • the above method can also be based on a 1.25M, 2.5M, 10M, 15M or 20M bandwidth system.
  • the method for transmitting the asynchronous random access preamble signal provided by the invention can complete the function of transmitting the uplink synchronization timing and the frequency reference signal of the large cell, and effectively improves the access probability of the random access.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a random access channel burst period frame structure of a TDD system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of a random access channel burst period frame according to an embodiment of the present invention.
  • the TDD time division duplex system transmits the asynchronous random access preamble signal in the first uplink traffic time slot (TS1) of the wireless subframe or the TTI (transmission time interval) corresponding to the time slot, and the service time thereof
  • the slot and the length of the TTI are both 0.675 ms, as shown in FIG. 2, that is, random access channel 1, random access channel 1, .
  • the guard time GP2 can be left, and the length of the GP2 is about 100 ⁇ 3.
  • the guard time zone can be adjusted according to the size of the cell, but the maximum time is no more than 0.2 ms.
  • the non-synchronized random access preamble signal may also occupy the uplink after the first uplink service time slot in an extended or repeated manner, because the access of the preamble signal cannot be smoothly achieved due to the location of the user or the like.
  • Service time slot For example, in combination with the structure of the uplink and downlink time slots of FIG. 1, the uplink service time slot of the TS2 or TS3 or the next subframe may be utilized, and the protection time zone GP2 may be extended according to the repetition or the extension ratio. After the access is successful, each time slot can perform data transmission. Another embodiment of the present invention is shown in FIG.
  • the TDD time division duplex system is in the uplink pilot time slot (UpPTS) of the wireless subframe and the first uplink service time slot TS1 (or corresponds to the service time slot)
  • the TTI transmits a non-synchronous random access preamble, and the length of the service slot or ⁇ is 0.675 ms, as shown in FIG. 3, which is a random access channel 2 and a random access channel 2.
  • the guard time GP2, GP2 may be left with a length of about 100 ⁇ ⁇ .
  • the guard time zone may be adjusted according to the size of the cell, but the maximum length does not exceed 0.2 ms.
  • the signal length of the asynchronous random access preamble signal may be an integer multiple of the modulation symbol length after subtracting the guard band.
  • the asynchronous random access preamble signal may also occupy an uplink service time slot after the first uplink service time slot in an extended or repeated manner.
  • the uplink time slot of the TS2 or TS3 or the next subframe may be utilized, and the guard time band GP2 may be extended according to the repetition or the extension ratio.
  • each time slot can perform data transmission.
  • the invention can be based on a system of 1.25 M bandwidth.
  • the method disclosed by the invention expands the timing of transmitting the preamble signal, ensures the detection probability of the random access signal reaching the base station in the large cell, and ensures that the random access signal sent by the user located at different positions of the cell arrives.
  • the time of the base station is the same.
  • the function of transmitting uplink synchronization timing and frequency reference signal of the large cell can be completed, and the access probability of random access is effectively improved.

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Description

非同步随积接入前导信号的发射方法 技术领域 本发明涉及数字移动通信领域， 特别地， 涉及时分双工（TDD )系统中 基于单载波频分复用技术的随机接入信号发射方法。 背景技术 未来的移动通信系统要求提供的數据传输速率将高达 100Mbit/s以上， 支持的业务也将从语音业务扩展到多媒体业务（包括实时的流媒体业务）。 能 够在有限的频谱资源上实现高速率和大容量的技术已经成为目前研究的热
宽带移动通信系统通常要经历信道的频率选择性。所谓信道的频率选择 性就是信道在不同频率上的衰减不同。 频率选择性信道通常会造成严重的码 间干扰 ( ISI )、 载波间干扰（ ICI ) 和多址干扰 （ MAI )。 对抗频率选择性衰 落最常用的方法就是在接收端使用单载波均衡技术， 其分为单载波时域均衡 技术和单载波频域均衡技术两大类。单载波时域均衡技术是一种成熟的技术， 具备很强的抗干扰能力。 然而， 单载波时域均衡器的复杂度与信道的最大时 延扩展成三次方增长的比例关系， 因此单载波时域均衡器在某些实际应用中 难以实现。 另一种均衡技术——单载波频域均衡技术克服了单载波时域均衡 技术的缺点。 在频率选择性衰落信道下， 接收信号在时域上是发送信号和信 道冲激响应的卷积， 而在频域上则是发送信号和信道频域响应的乘积。 根据 信道估计得到的信道频域响应， 单载波频域均衡器可以在各个频点上分别进 行均衡， 从而使计算复杂度得到极大地降低。 理论上， 单载波频域均衡器与 单载波时域均衡器的性能是一样的， 而它的复杂度和正交频分复用系统的复 杂度相当。 对于单载波频域均衡器还有更加简化的处理方式，通过为发射符号加入 循环前缀（cyclic preamble, CP ) 或填零， 将信号与信道的线性卷积过程转 化为循环卷积， 简化了接收机的处理， 只要信道的最大时延扩展能量窗控制 在 CP之内， 就能有效地去除用户自身的码间干扰 ( ISI )。 如果将上行多用户到达基站的时间都同步在一个基准 CP之内， 就可以 将多用户的接收信号进行联合傅立叶变换处理， 从而简化接收机多用户的处 理。 上行随机接入可以保证上行多用户在发起接入、或由非同步到同步状态 的转化中 , 保证到达基站的时间都同步在一个基准 CP之内， 上行随机接入 的一般性过程的操作可以采取上行发射前导信号作为定时参考， 基站测量上 行发射前导的参考信号的到达时间， 与基准参考时间比较， 确定终端发射需 要提前的或者滞后的时间， 然后通过下行的命令， 将需要调整的时间以多进 制或步进调整的方式通知终端调整发射时间。 这种接入过程一般称为非同步 的随机接入过程。 同时， 对于上行业务的调度请求， 由于业务请求调度的随机性， 也可以 归入随机接入范畴， 但由于业务请求调度前， 已经完成并处于同步状态， 所 以这种接入过程一般称为同步的随机接入过程， 同步的随机接入过程更强调 请求调度的控制信令的发射。
TDD 系统相对于频分双工 ( FDD ) 系统由于其上 I下行信号都是在一个 频点发射， 因此在某些方面的实现与 FDD系统有着极; ^的差异。 对于 TDD 系统上行应用单载波频分复用的一个典型的例子如图 1 所示： 图 1 是 TDD 系统的典型帧结构图。 10ms帧被分割为 2个等长的 5n^无线子帧， 每个无 线子帧包含 7个业务时隙 （ TS0~TS6) , 同步和保护间隔 TS0和 TS 1.之间， 长度为 0.275ms, 包括 DwPTS (下行导频时隙）、 GP (保护时间）和 UpPTS (上行导频时隙）。 传输时间间隔 （TTI ) 的基本时间为 p^ Sms, 与业务时 隙时间一致。 保护时间用来保护下行和上行之间的切换点， 这样可以避免 TDD系统下行和上行间的互相干扰。 一般情况下， 采用 UpPTS来承载上行随机接入信号的前导发射。 但是 对于大型小区， UpPTS的接入时间长度并不足以保证随机接入信号到达基站 的检测; 率， 同时， 由于不同用户的随机接入信号由于所处小区内位置的不 同，导致到达基站的随机接入信号的时间也不一致， 若用户离小区中心越远， 则其到达延迟越大， 延迟后的随机接入信号会对其他用户传送的信号造成干 扰。 所以不能只依靠 UpPTS来进行上行随机接入信号的承载。 发明内容 考虑到现有技术中存在的上述问题而做出本发明， 为此， 本发明旨在提 供一种非同步随机接入前导信号的发射方法， 以完成在大型小区下的 TDD 单载波随机接入功能。 为了实现上述目的，本发明提供了一种非同步随机接入前导信号的发射 方法， 适用于时分双工通信系统， 包括： 时分双工通信系统在无线子帧的第 一个上行业务时隙或与业务时隙对应的 TTI发射非同步随机接入前导信号。 其中，非同步随机接入前导信号以扩展或者重复的方式占用第一个上行 业务时隙之后的上行业务时隙。 并且， 在第一个上行业务时隙的后部留出保护时间。 该保护时间不超过
0.2ms。 上述方法还可以基于 1.25M、 2.5M、 10M、 15M或 20M带宽的系统。 本发明还公开了一种非同步随机接入前导信号的发射方法，适用于时分 双工通信系统， 包括： 时分双工通信系统在无线子帧的上行导频时隙和第一 个上行业务时隙发射非同步随机接入前导信号。 其中，非同步随机接入前导信号以扩展或者重复的方式占用第一个上行 业务时隙之后的上行业务时隙。 另外， 在第一个上行业务时隙的后部留出保护时间。 该保护时间不超过 0.2ms。 上述方法还可以基于 1.25M、 2.5M、 10M、 15M或 20M带宽的系统。 本发明提供的非同步随机接入前导信号的发射方法，可以完成大型小区 的发射上行同步定时、 频率参考信号的功能， 有效地提高了随机接入的接入 概率。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从说 明书中变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优 点可通过在所写的说明书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结构来实 现和获得。 附图说明 附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本 发明的实施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 在附图中： 图 1是根据现有技术的 TDD典型的帧结构示意图； 图 2是 >据本发明实施例的 TDD系统的随机接入信道突发周期帧结构 示意图； 图 3是 >据本发明实施例的 TDD系统的随机接入信道帧结构示意图。 具体实施方式 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明， 应当理解， 此处所描述 的优选实施例仅用于说明和解释本发明， 并不用于限定本发明。 为了保证在大型小区内， 非同步随机接入前导信号到达基站的检测相 t 率， 并确保位于小区不同位置的用户所发出的非同步随机接入前导信号到达 基站的时间一致，本发明对发射非同步随机接入前导信号的方法进行了改进， 扩展了可用于发射前导信号的时机。 图 2为根据本发明实施例的随机接入信道突发周期帧结构示意图。在本 发明中， TDD时分双工系统在无线子帧的第一个上行业务时隙 （TS1 ) 或者 与该时隙对应的 TTI (传输时间间隔）发射非同步随机接入前导信号， 其业 务时隙以及该 TTI的长度均为 0.675ms,如图 2中所示，即为随机接入信道 1、 随机接入信道 1，。 在该第一个上行业务时隙 （TS1 ) 内的后部， 可以留出保 护时间 GP2 , GP2的长度约为 100μ3。 当然， 该保护时间带可以根据小区的 大小而调节， 但最长不超过 0.2ms。 如果由于用户位置等原因导致仍不能顺利实现前导信号的接入，在本发 明中， 该非同步随机接入前导信号还可以以扩展或者重复的方式占用该第一 个上行业务时隙之后的上行业务时隙。例如， 结合图 1的上下行时隙的结构， 还可利用 TS2或者 TS3或者下一个子帧的上行业务时隙， 保护时间带 GP2 根据重复或扩展比例延长。 接入成功后， 各时隙可进行数据传输。 本发明的另一实施例如图 3所示。 TDD时分双工系统在无线子帧的上 行导频时隙 （UpPTS ) 和第一个上行业务时隙 TS1 (或者与该业务时隙对应 的 TTI ) 发射非同步随机接入前导信号， 该业务时隙或 ΤΤΙ 的长度均为 0.675ms, 如图 3中所示， 即为随机接入信道 2、 随机接入信道 2，。 在该第一 个上行业务时隙 （TS1 ) 内的后部， 可以留出保护时间 GP2，， GP2，的长度约 为 100μδ。 当然， 该保护时间带可以根据小区的大小而调节， 但最长不超过 0.2ms.非同步随机接入前导信号的信号长度扣除保护带后可以构成调制符号 长度的整数倍。 在本发明中， 该非同步随机接入前导信号还可以以扩展或者 重复的方式占用该第一个上行业务时隙之后的上行业务时隙。 例如， 结合图 1的上下行时隙的结构， 还可利用 TS2或者 TS3或者下一个子帧的上行业务 时隙， 保护时间带 GP2根据重复或扩展比例延长。 接入成功后， 各时隙可进 行数据传输。 本发明可以基于 1.25M带宽的系统。 对于 2.5M、 10M、 15M、 20M等 其他带宽情况 , 只需将对应的参数作简单的改动即可实施。 本发明所公开的方法， 扩展了可用于发射前导信号的时机， 保证了在大 型小区内， 随机接入信号到达基站的检测概率， 并确保位于小区不同位置的 用户所发出的随机接入信号到达基站的时间一致。 可以完成大型小区的发射 上行同步定时、 频率参考信号的功能， 有效地提高了随机接入的接入概率。 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 ί，爹改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护 范围之内。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种非同步随机接入前导信号的发射方法， 适用于时分双工通信系统， 其特征在于， 包括：
所述时分双工通信系统在无线子帧的第一个上行业务时隙或与所 述业务时隙对应的传输时间间隔即 TTI发射非同步随机接入前导信号。
2. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述非同步随机接入前导信 号以扩展或者重复的方式占用所述第一个上行业务时隙之后的上行业务 时隙。
3. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 在所述第一个上行业务时隙 的后部留出保护时间。
4. 根据权利要求 3所述的方法， 其特征在于， 所述保护时间不超过 0.2ms。
5. 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述方法还可以基于 1.25M、
2.5M、 10M、 15M或 20M带宽的系统。
6. 一种非同步随机接入前导信号的发射方法， 适用于时分双工通信系统， 其特征在于， 包括： 所述时分双工通信系统在无线子帧的上行导频时隙和第一个上行 业务时隙发射非同步随机接入前导信号。
7. 据权利要求 6或所述的方法， 其特征在于， 所述非同步随机接入前导 信号以扩展或者重复的方式占用所述第一个上行业务时隙之后的上行业 务时隙。
8. 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 在所述第一个上行业务时隙 的后部留出保护时间。
9. 根据权利要求 8所述的方法， 其特征在于， 所述保护时间不超过 0.2ms。
10. 根据权利要求 6所述的方法， 其特征在于， 所述方法还可以基于 1.25M、
2.5M、 10M、 15M或 20M带宽的系统。
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