一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，步驟：用戶(hù)設(shè)備配置RACH格式，RACH格式由CP長(zhǎng)度設(shè)置包括M個(gè)重復(fù)24576Ts、TSEQ長(zhǎng)度設(shè)置為N個(gè)重復(fù)24576Ts，M=1，N≥1；R為覆蓋場(chǎng)景半徑，C為光速，Ts=1/(15000*2048)s；由RACH占用長(zhǎng)度調(diào)整其保護(hù)間隔GT至大于或等于往返路徑時(shí)延；發(fā)送配置后的RACH信號(hào)，基站提取出N+2個(gè)24576Ts長(zhǎng)的峰值檢測(cè)序列；將N+2段峰值檢測(cè)序列分別進(jìn)行峰值檢測(cè)；對(duì)每段并列檢測(cè)的前導(dǎo)ID結(jié)果以及SINR的聯(lián)合判決獲得初始時(shí)偏值；通過(guò)判斷同一個(gè)前導(dǎo)ID在N+1個(gè)并行檢測(cè)窗中出現(xiàn)的情況，對(duì)初始時(shí)偏值進(jìn)行校準(zhǔn)獲得正確的前導(dǎo)ID和時(shí)偏值；采用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)100KM以上的大范圍覆蓋，能夠滿(mǎn)足超遠(yuǎn)覆蓋下的定時(shí)精度的要求，節(jié)約時(shí)頻資源，對(duì)協(xié)議修改較小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)頻分雙工長(zhǎng)期演進(jìn)(FDD-LTE)領(lǐng)域，尤其涉及一種大覆蓋下的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]LTE-FDD系統(tǒng)中，用戶(hù)設(shè)備通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程與基站建立上行初始同步，用戶(hù)設(shè)備的初始定時(shí)提前量(TA)通過(guò)隨機(jī)接入信道測(cè)量上報(bào)，因此，能否正確估計(jì)出TA，對(duì)用戶(hù)設(shè)備能否獲得上行傳輸時(shí)間同步，以及后面能否被正確調(diào)度進(jìn)行上行傳輸有著重要的影響。
[0003]目前LTE-FDD系統(tǒng)隨機(jī)接入信道(RACH)的前導(dǎo)格式有4種，每種格式都有各自的循環(huán)前綴(CP)以及序列(Tseq)長(zhǎng)度，并且不同的CP和Tseq長(zhǎng)度都有其對(duì)應(yīng)的可達(dá)的小區(qū)半徑及時(shí)延范圍。已設(shè)計(jì)的這些前導(dǎo)格式中，前導(dǎo)格式3的CP長(zhǎng)為21024TS，Tseq是由兩個(gè)24576TS長(zhǎng)的重復(fù)序列組成，采用傳統(tǒng)前導(dǎo)檢測(cè)方法，該格式能支持的最大時(shí)延為24576TS，對(duì)應(yīng)100KM左右的覆蓋半徑，不適合在不增加基站設(shè)備的前提下用于半徑超過(guò)100KM的特殊場(chǎng)景，在100KM的以上的特殊場(chǎng)景下，使用現(xiàn)有的前導(dǎo)格式和其傳統(tǒng)檢測(cè)算法，會(huì)導(dǎo)致TA估計(jì)錯(cuò)誤，將影響用戶(hù)設(shè)備取得上行同步的成功率。
[0004]為了覆蓋更大的范圍，傳統(tǒng)發(fā)送方法需要通過(guò)覆蓋需求配置RACH相應(yīng)的CP和保護(hù)間隔(GT)長(zhǎng)度來(lái)抵消往返時(shí)延，即小區(qū)覆蓋范圍越大，傳輸時(shí)延越長(zhǎng)，需要的CP和GT越大，同時(shí)還需增加RACH的Tseq長(zhǎng)度及頻域帶寬，使得RACH滿(mǎn)足系統(tǒng)的定時(shí)精度需求，造成時(shí)頻資源的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種提高覆蓋能力的隨機(jī)信號(hào)接入發(fā)送和接收方法，以便在擴(kuò)大覆蓋范圍的同時(shí)，節(jié)約系統(tǒng)時(shí)頻資源。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，包括如下步驟:用戶(hù)設(shè)備配置隨機(jī)接入信道RACH格式，RACH格式的CP長(zhǎng)度設(shè)置包括M個(gè)重復(fù)的24576Ts、TSEQ長(zhǎng)
度設(shè)置為N個(gè)重復(fù)的24576TS，其中M=1，N≥I ;N由公式N=「2*/?/(C*245767:s')1-l，尺為
覆蓋場(chǎng)景半徑，C為光速，Ts=1/(15000*2048)S獲得；由RACH信號(hào)占用長(zhǎng)度調(diào)整RACH信號(hào)的保護(hù)間隔GT至大于或等于往返路徑時(shí)延；用戶(hù)設(shè)置發(fā)送配置后的RACH信號(hào)至基站，基站提取出N+2個(gè)24576TS長(zhǎng)的峰值檢測(cè)序列；將N+2段峰值檢測(cè)序列分別進(jìn)行峰值檢測(cè)；對(duì)每段并列檢測(cè)的前導(dǎo)ID結(jié)果以及SINR的聯(lián)合判決獲得初始時(shí)偏值；通過(guò)判斷同一個(gè)前導(dǎo)ID在N+1個(gè)并行檢測(cè)窗中出現(xiàn)的情況，對(duì)初始時(shí)偏值進(jìn)行校準(zhǔn)獲得正確的前導(dǎo)ID和時(shí)偏值，隨機(jī)接入信號(hào)接收成功。
[0008]所述峰值檢測(cè)序列提取過(guò)程為:將提取出的序列以24576TS長(zhǎng)從頭往后依此劃分為第I段，第2段...第N+2段的段序列，對(duì)段序列分別進(jìn)行并行峰值檢測(cè)，記錄每段峰值檢測(cè)的前導(dǎo)序列ID和時(shí)間偏移量結(jié)果以及第N+1段和第N+2段檢測(cè)窗中的SINR。
[0009]所述初始時(shí)偏值獲得過(guò)程如下:除去段序列中的第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)?shù)贜+1段以及剩余N段中的至少一段檢測(cè)到相同前導(dǎo)ID，則將第N+1段序列估計(jì)的時(shí)偏值作為初始時(shí)偏值；除去段序列中的第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID只在第N+1段出現(xiàn)，則比較N+1段和N+2段的SINR，取SINR大的那段序列估計(jì)出來(lái)的時(shí)偏值作為初始時(shí)偏值。
[0010]所述N+2段峰值檢測(cè)序列分別進(jìn)行峰值檢測(cè)方法為:將每段峰值檢測(cè)序列頻移到DC處，對(duì)序列進(jìn)行濾波和下采樣，得到長(zhǎng)度為2048TS的序列，進(jìn)行2048點(diǎn)快速傅里葉變換，從中提取出839點(diǎn)原ZC序列，用ZC序列本地母碼的頻域序列與接收的RACH頻域序列的復(fù)共軛相乘，進(jìn)行1536點(diǎn)的離散傅里葉逆變換，得到PDP時(shí)域相關(guān)值；將PDP時(shí)延相關(guān)值取均值，根據(jù)PDP均值進(jìn)行門(mén)限值的設(shè)定和峰值的檢測(cè)，記錄每段檢測(cè)到的前導(dǎo)序列ID以及對(duì)應(yīng)的時(shí)偏值，計(jì)算獲得SINR。
[0011]所述時(shí)偏校準(zhǔn)包括三種方式:1)除去第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID在前N+1個(gè)并行峰值檢測(cè)中都出現(xiàn)時(shí)，初始時(shí)偏值不需校準(zhǔn)，將初始時(shí)偏值作為最后上報(bào)的時(shí)偏值；II)除去第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID在第1...M (M=1...N)個(gè)峰值檢測(cè)中未出現(xiàn)，而在剩下的N+1-M個(gè)峰值檢測(cè)中出現(xiàn)時(shí)，將初始時(shí)偏值加上M*24576Ts得到校準(zhǔn)值，將校準(zhǔn)值作為最后上報(bào)的時(shí)偏值；ΙΠ)除去第Ν+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID在Ν+1個(gè)峰值檢測(cè)中都未出現(xiàn)時(shí)，時(shí)延過(guò)大導(dǎo)致隨機(jī)接入失敗或者未發(fā)該前導(dǎo)ID。所述SINR值為檢測(cè)窗中的PDP峰值能量與總的PDP能量比值。所述PDP峰值能量為PDP峰值最大值能量加上峰值附近點(diǎn)的能量。
[0012]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013]為了在100KM以上的大覆蓋場(chǎng)景下成功接入，本發(fā)明提供一種適用于100KM以上的大覆蓋隨機(jī)接入方法，該方法不改變RACH占用的頻域資源，所需增加的額外時(shí)域資源較小，同時(shí)能保證系統(tǒng)性能，節(jié)約系統(tǒng)資源、減少開(kāi)銷(xiāo)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明設(shè)計(jì)的RACH前導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明RACH峰值檢測(cè)序列提取示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明RACH發(fā)送方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0017]圖4為本發(fā)明的基站側(cè)RACH檢測(cè)流程圖；
[0018]圖5為本發(fā)明基站側(cè)RACH檢測(cè)部分流程圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中RACH前導(dǎo)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1中RACH峰值檢測(cè)序列提取示意圖；
[0021]圖8為本發(fā)明實(shí)施例2中RACH前導(dǎo)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9為本發(fā)明實(shí)施例2中RACH峰值檢測(cè)序列提取示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合各個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的主要實(shí)現(xiàn)原理、【具體實(shí)施方式】及其能夠達(dá)到的有益效果進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0024]本發(fā)明所涉及一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，包括如下步驟:用戶(hù)設(shè)備配置隨機(jī)接入信道RACH格式，如圖1所示，RACH格式的CP長(zhǎng)度設(shè)置包括M個(gè)重復(fù)的24576Ts、TSEQ長(zhǎng)度設(shè)置為N個(gè)重復(fù)的24576TS，其中M=l，N≥1 ;N由公式
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于:包括如下步驟:用戶(hù)設(shè)備配置隨機(jī)接入信道RACH格式，RACH格式的CP長(zhǎng)度設(shè)置包括M個(gè)重復(fù)的24576TS、Tseq長(zhǎng)度設(shè)置為N個(gè)重復(fù)的24576Ts，其中M=l，N≥1 ;N由公式N=「2245762^)1-1，R 為覆蓋場(chǎng)景半徑，C 為光速，Ts=I/(15000*2048) s 獲得；由RACH信號(hào)占用長(zhǎng)度調(diào)整RACH信號(hào)的保護(hù)間隔GT至大于或等于往返路徑時(shí)延； 用戶(hù)設(shè)置發(fā)送配置后的RACH信號(hào)至基站，基站提取出N+2個(gè)24576TS長(zhǎng)的峰值檢測(cè)序列；將N+2段峰值檢測(cè)序列分別進(jìn)行峰值檢測(cè)；對(duì)每段并列檢測(cè)的前導(dǎo)ID結(jié)果以及信噪比SINR的聯(lián)合判決獲得初始時(shí)偏值；通過(guò)判斷同一個(gè)前導(dǎo)ID在N+1個(gè)并行檢測(cè)窗中出現(xiàn)的情況，對(duì)初始時(shí)偏值進(jìn)行校準(zhǔn)獲得正確的前導(dǎo)ID和時(shí)偏值，隨機(jī)接入信號(hào)接收成功。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于:所述峰值檢測(cè)序列提取過(guò)程為:將提取出的序列以24576TS長(zhǎng)從頭往后依此劃分為第I段，第2段...第N+2段的段序列，對(duì)段序列分別進(jìn)行并行峰值檢測(cè)，記錄每段峰值檢測(cè)的前導(dǎo)序列ID和時(shí)間偏移量結(jié)果以及第N+1段和第N+2段檢測(cè)窗中的SINR。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于:所述初始時(shí)偏值獲得過(guò)程如下:除去段序列中的第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)?shù)贜+1段以及剩余N段中的至少一段檢測(cè)到相同前導(dǎo)ID，則將第N+1段序列估計(jì)的時(shí)偏值作為初始時(shí)偏值；除去段序列中的第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID只在第N+1段出現(xiàn)，則t匕較N+1段和N+2段的SINR，取SINR大的那段序列估計(jì)出來(lái)的時(shí)偏值作為初始時(shí)偏值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于:所述N+2段峰值檢測(cè)序列分別進(jìn)行峰值檢測(cè)方法為:將每段峰值檢測(cè)序列頻移到DC處，對(duì)序列進(jìn)行濾波和下采樣，得到長(zhǎng)度為2048TS的序列，進(jìn)行2048點(diǎn)快速傅里葉變換，從中提取出839點(diǎn)原ZC序列，用ZC序列本地母碼的頻域序列與接收的RACH頻域序列的復(fù)共軛相乘，進(jìn)行1536點(diǎn)的離散傅里葉逆變換，得到TOP時(shí)域相關(guān)值；將PDP時(shí)延相關(guān)值取均值，根據(jù)PDP均值進(jìn)行門(mén)限值的設(shè)定和峰值的檢測(cè)，記錄每段檢測(cè)到的前導(dǎo)序列ID以及對(duì)應(yīng)的時(shí)偏值，計(jì)算獲得SINR。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于:所述時(shí)偏校準(zhǔn)包括三種方式: 第一種:除去第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID在前N+1個(gè)并行峰值檢測(cè)中都出現(xiàn)時(shí)，初始時(shí)偏值不需校準(zhǔn)，將初始時(shí)偏值作為最后上報(bào)的時(shí)偏值； 第二種:除去第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID在第1...M (M=L..N)個(gè)峰值檢測(cè)中未出現(xiàn)，而在剩下的N+1-M個(gè)峰值檢測(cè)中出現(xiàn)時(shí)，將初始時(shí)偏值加上M*24576Ts得到校準(zhǔn)值，將校準(zhǔn)值作為最后上報(bào)的時(shí)偏值； 第三種:除去第N+2段的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)同一個(gè)前導(dǎo)ID在N+1個(gè)峰值檢測(cè)中都未出現(xiàn)時(shí)，時(shí)延過(guò)大導(dǎo)致隨機(jī)接入失敗或者未發(fā)該前導(dǎo)ID。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于:所述SINR值為檢測(cè)窗中的PDP峰值能量與總的PDP能量比值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于大覆蓋范圍的隨機(jī)接入信號(hào)發(fā)送和接收方法，其特征在于: 所述PDP峰值能量為PDP峰值最大值能量加上峰值附近點(diǎn)的能量。
【文檔編號(hào)】H04W74/08GK103889069SQ201410119585
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】鄧風(fēng), 王俊, 李洋 申請(qǐng)人:武漢郵電科學(xué)研究院