專利名稱：一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法
一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨 機(jī)接入檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨機(jī)接入是無(wú)線通信系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的技術(shù)。終端首先需要通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程 完成上行時(shí)序調(diào)整以及網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，方能進(jìn)行通信。
隨機(jī)接入的首要任務(wù)是進(jìn)行上行時(shí)序調(diào)整。由于終端與基站間存在往返傳輸時(shí) 延，信號(hào)幀發(fā)送時(shí)刻和接收時(shí)刻間存在時(shí)間偏移，因而終端估測(cè)不出什么時(shí)候發(fā)送信號(hào) 幀能讓基站正好在時(shí)隙的開(kāi)始部分接收到信號(hào)幀。由于終端是分布于基站覆蓋范圍內(nèi)的 不同位置，因此各個(gè)終端與基站之間將會(huì)有不同的往返傳輸時(shí)延，如果不對(duì)往返時(shí)延加 以補(bǔ)償，將導(dǎo)致多個(gè)終端上信號(hào)傳送將發(fā)送互相交疊，嚴(yán)重破壞上行信號(hào)傳輸質(zhì)量。因 此需要通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程由基站估計(jì)出終端的往返時(shí)延，并以時(shí)間提前命令下發(fā)給終端 進(jìn)行調(diào)整，以完成上行時(shí)序調(diào)整。
隨機(jī)接入的最終目的是完成網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，以便終端能夠使用網(wǎng)絡(luò)提供的各種服 務(wù)。終端開(kāi)機(jī)時(shí)，首先搜索下行信號(hào)完成下行同步，接收系統(tǒng)信息，從中獲得隨機(jī)接入 前導(dǎo)時(shí)隙以及隨機(jī)接入候選序列集合。終端在隨機(jī)序列集合中隨機(jī)選擇一個(gè)隨機(jī)接入序 列，在隨機(jī)選擇的一個(gè)隨機(jī)接入時(shí)隙以定時(shí)提前量為零進(jìn)行發(fā)送?；驹陔S機(jī)接入檢測(cè) 窗口對(duì)隨機(jī)接入序列進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到某一序列被發(fā)送時(shí)，將構(gòu)造相應(yīng)的隨機(jī)接入響 應(yīng)在隨后幀下發(fā)，隨機(jī)接入響應(yīng)包括隨機(jī)接入序列，隨機(jī)接入時(shí)隙位置，對(duì)應(yīng)的往返時(shí) 延估計(jì)，以及帶寬請(qǐng)求授權(quán)。終端發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)后，終端將等待基站下發(fā)隨機(jī)接入 響應(yīng)，將隨機(jī)接入響應(yīng)中指示的隨機(jī)接入序列和隨機(jī)接入時(shí)隙與自身狀態(tài)相比對(duì)，如果 符合則隨機(jī)接入前導(dǎo)成功發(fā)送，則終端可以使用隨機(jī)接入響應(yīng)中指示的帶寬授權(quán)繼續(xù)完 成網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)。
物理層隨機(jī)接入前導(dǎo)的構(gòu)造以及隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)是隨機(jī)接入的關(guān)鍵技術(shù)。隨 機(jī)接入通常需要與信號(hào)傳輸方式相配合，對(duì)于OFDM以及SC-FDMA傳輸方式的隨機(jī)接 入方案已經(jīng)由WiMAX和LTE系統(tǒng)中提出，分別采用CDMA和頻域檢測(cè)方法，CDMA檢 測(cè)方法運(yùn)算量巨大，LTE隨機(jī)接入檢測(cè)的改進(jìn)方法中采用離散傅立葉變換DFT進(jìn)行頻域 檢測(cè)，運(yùn)算依然復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，為克服目前無(wú)線通信系統(tǒng)中隨機(jī)接入檢測(cè)方法運(yùn)算量很大 的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法。
本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)方法，并設(shè)計(jì)一個(gè)與具體實(shí)施方式
相匹配的物理層隨機(jī)接入前導(dǎo)發(fā)送序列。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，所述的方法包含如下步驟
首先，基站接收端通過(guò)對(duì)隨機(jī)接入檢測(cè)窗口接收發(fā)射的前導(dǎo)信號(hào)序列及預(yù)知的 有限個(gè)候選隨機(jī)接入前導(dǎo)序列分別進(jìn)行補(bǔ)零擴(kuò)展成2的冪次長(zhǎng)度；
然后，利用快速傅立葉算法進(jìn)行頻域和時(shí)域的相互轉(zhuǎn)換，在頻域相乘得到擴(kuò)展 功率延遲分布序列，對(duì)擴(kuò)展功率延遲分布序列進(jìn)行快速傅立葉反變換得到反變換序列；
最后，通過(guò)對(duì)反變換序列進(jìn)行簡(jiǎn)單的后處理，獲得接收信號(hào)序列與候選信號(hào)序 列的原始時(shí)域相關(guān)值，從而可以按時(shí)域相關(guān)值檢測(cè)判斷終端所選擇發(fā)射的隨機(jī)接入隨列 和終端離基站的距離。
上述技術(shù)方案，所述的候選隨機(jī)接入前導(dǎo)序列檢測(cè)中采用針對(duì)根序列U和互補(bǔ) 序列Nzc-U聯(lián)合進(jìn)行檢測(cè)，可進(jìn)一步提高檢測(cè)計(jì)算效率。
所述的前導(dǎo)信號(hào)序列的序列碼采用若干級(jí)聯(lián)的素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列；所述的前 導(dǎo)信號(hào)序列的幀結(jié)構(gòu)包含循環(huán)前綴、前導(dǎo)序列碼和保護(hù)間隔。
所述的前導(dǎo)信號(hào)序列的長(zhǎng)度取傳輸幀符號(hào)時(shí)長(zhǎng)的整數(shù)倍；所述的素?cái)?shù) Zadoff-Chu序列的時(shí)間長(zhǎng)度要大于最大可能往返時(shí)延與最大時(shí)延擴(kuò)展的和；所述的循環(huán) 前綴需要大于最大時(shí)延擴(kuò)展以及當(dāng)前小區(qū)覆蓋允許的最大往返時(shí)延之和；所述的保護(hù)間 隔大于當(dāng)前小區(qū)覆蓋允許的最大往返時(shí)延值，用于隔離隨機(jī)接入突發(fā)對(duì)子幀隨后的數(shù)據(jù) 傳輸?shù)母蓴_。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，該檢測(cè)方法和素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列引入有效降低了前導(dǎo)檢 測(cè)的計(jì)算復(fù)雜度并提高隨機(jī)接入系統(tǒng)性能。


圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列的幀結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明隨機(jī)接入序列檢測(cè)示意圖3為本發(fā)明隨機(jī)接入正序列檢測(cè)流程示意圖4為本發(fā)明隨機(jī)接入互補(bǔ)序列檢測(cè)流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的發(fā)送端使用素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列構(gòu) 造隨機(jī)接入前導(dǎo)以及接收端采用補(bǔ)零擴(kuò)展的頻域檢測(cè)做進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明提出一個(gè)隨機(jī)接入前導(dǎo)構(gòu)造發(fā)送和基于時(shí)域補(bǔ)零快速傅立葉變換FFT的 高效低復(fù)雜度前導(dǎo)檢測(cè)方法，可用于新型通信廣播融合傳輸系統(tǒng)和升級(jí)改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng) 的隨機(jī)接入檢測(cè)。為方便說(shuō)明本發(fā)明，具體實(shí)施例中，假定系統(tǒng)上行回傳信道帶寬為 2MHz,系統(tǒng)上行回傳符號(hào)率為1.536Msps，即符號(hào)間隔或符號(hào)時(shí)長(zhǎng)Ts = 0.651us，系統(tǒng)支 持最大小區(qū)半徑為60km，最大時(shí)延擴(kuò)展為20US。顯然，所描述的具體實(shí)施方式
只是本發(fā) 明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明方法獲得的其它實(shí)施方式或?qū)崿F(xiàn)裝 置依然屬于本發(fā)明專利保護(hù)范圍。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了發(fā)送端使用素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列直接定義于時(shí)域作為隨機(jī)接入用 戶簽名，接收端采用時(shí)域補(bǔ)零擴(kuò)展經(jīng)FFT變換到頻域檢測(cè)方法進(jìn)行隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)。
所述的隨機(jī)接入前導(dǎo)構(gòu)造方法采用素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列直接定義于時(shí)域作為隨機(jī)接入用戶簽名。
所述的隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)中采用補(bǔ)零將素?cái)?shù)長(zhǎng)度的接收信號(hào)序列和參考隨機(jī)接 入序列擴(kuò)展成傳統(tǒng)2的冪次長(zhǎng)度，因而在頻域檢測(cè)時(shí)可以利用快速傅立葉變換FFT算法進(jìn) 行時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換，最后通過(guò)特定的后處理方式獲得接收信號(hào)序列與參考隨機(jī)接入序 列間的相關(guān)值，從而進(jìn)行隨機(jī)接入用戶簽名檢測(cè)。通過(guò)補(bǔ)零擴(kuò)展算法相對(duì)于傳統(tǒng)時(shí)域方 法較大降低了隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)計(jì)算復(fù)雜度，提高隨機(jī)接入系統(tǒng)性能。
所述的隨機(jī)接入前導(dǎo)構(gòu)造方法采用素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列直接定義于時(shí)域作為隨 機(jī)接入用戶簽名。Zadoff-Chu序列定義為
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，該方法對(duì)接收序列和侯選對(duì)比序列 進(jìn)行時(shí)域補(bǔ)零擴(kuò)展為2的冪次方長(zhǎng)度，再利用快速傅立葉變換和反變換技術(shù)，通過(guò)頻域 與時(shí)域轉(zhuǎn)換處理，高效快速獲得接收序列與候選序列的時(shí)域相關(guān)值，從而進(jìn)行隨機(jī)接入 檢測(cè)判斷，所述的方法包含的具體步驟如下首先，基站接收端通過(guò)對(duì)隨機(jī)接入檢測(cè)窗口接收到終端發(fā)射的前導(dǎo)信號(hào)序列及預(yù)知 的一組候選隨機(jī)接入前導(dǎo)序列分別進(jìn)行補(bǔ)零擴(kuò)展成2的冪次長(zhǎng)度；然后，利用快速傅立葉算法進(jìn)行頻域和時(shí)域的相互轉(zhuǎn)換，頻域相乘得到擴(kuò)展功率延 遲分布序列，再進(jìn)行快速傅立葉反變換；最后，通過(guò)對(duì)反變換序列進(jìn)行簡(jiǎn)單的后處理獲得接收前導(dǎo)信號(hào)序列與候選信號(hào)序列 的原始時(shí)域相關(guān)值，從而可以進(jìn)行隨機(jī)接入終端用戶簽名和距離檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，其特征在于，所述 的前導(dǎo)信號(hào)序列的序列碼采用若干級(jí)聯(lián)的素?cái)?shù)Zadoff-Chu序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，其特征在于，所述 的候選隨機(jī)接入前導(dǎo)序列檢測(cè)中采用針對(duì)根序列u和互補(bǔ)序列Nze-U聯(lián)合進(jìn)行檢測(cè)，用于 進(jìn)一步提高檢測(cè)效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，其特征在于，所述 的前導(dǎo)信號(hào)序列的幀結(jié)構(gòu)包含循環(huán)前綴、前導(dǎo)序列碼和保護(hù)間隔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入檢測(cè)方法，所述的方法包含如下步驟首先，基站接收端通過(guò)對(duì)隨機(jī)接入檢測(cè)窗口接收發(fā)射的前導(dǎo)信號(hào)序列及預(yù)知的有限個(gè)候選隨機(jī)接入前導(dǎo)序列分別進(jìn)行補(bǔ)零擴(kuò)展成2的冪次長(zhǎng)度；然后，利用快速傅立葉算法進(jìn)行頻域和時(shí)域的相互轉(zhuǎn)換，在頻域相乘得到擴(kuò)展功率延遲分布序列，對(duì)擴(kuò)展功率延遲分布序列進(jìn)行快速傅立葉反變換得到反變換序列；最后，通過(guò)對(duì)反變換序列進(jìn)行簡(jiǎn)單的后處理，獲得接收信號(hào)序列與候選信號(hào)序列的原始時(shí)域相關(guān)值，從而可以按時(shí)域相關(guān)值檢測(cè)判斷終端所選擇發(fā)射的隨機(jī)接入序列和終端離基站的距離。本發(fā)明的檢測(cè)方法能大大降低計(jì)算復(fù)雜度，提高隨機(jī)接入檢測(cè)性能。
文檔編號(hào)H04W74/08GK102026231SQ201010602610
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者倪宏, 劉馬飛, 孫鵬, 曾學(xué)文 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所