[发明专利]在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在传输时隙内多个随机接入信号的时分复用接入方法。

背景技术

在无线城域网等无线通信系统中，用户终端需要通过随机接入进入无线网络。基站在检测到终端的随机接入信号后，获知有新用户进入其覆盖范围，才能够为该用户终端分配所需的资源，然后该用户终端才可以进行正常的信令和数据传输。

在用户终端刚刚接入无线网络时，由于尚不确知其与基站之间的距离，其发送的信号有比较大的定时偏差。如果不对此加以校正，则用户终端发送的数据很容易因定时偏差过大而与其他用户终端发送的数据发生碰撞。因此，为了保障正常的通信，随机接入过程中需要对用户的定时误差进行估计，然后通过下行信令反馈给用户终端，以校正其同步定时。

当前的宽带移动通信系统，包括以宽带接入为主、向支持高速移动发展而形成的IEEE802.16e等标准，和以移动通信为主、向宽带业务发展而形成的3GPP LTE等标准。这两大国际主流标准都采用了基于OFDMA的空中接口方案，但在随机接入这一关键技术上有所不同。

IEEE802.16e采用了频域的伪随机(PN)序列作为随机接入的参考信号，其典型信号结构如图1所示，其将频域序列经IDFT变换成OFDM符号周期内的时域信号，然后将含有循环前缀(CP)的OFDM符号周期内时域信号与含有循环后缀的OFDM符号周期内时域信号级联，使得随机接入信号的长度可以扩展到若干个OFDM符号周期，其中，循环前缀由相应时域信号的尾部部分数据复制至时域信号的前端所形成，同样，循环后缀由相应时域信号的前端部分数据复制至时域信号尾部所形成。在IEEE802.16e标准中，进行随机接入资源分配的最小时间单位是时隙，一个时隙由若干个OFDM符号周期构成。每个用户终端发送的随机接入信号都完整地使用随机接入资源块中的若干个连续的OFDM符号周期。

在3GPP LTE标准中，采用时域的CAZAC序列作为随机接入信号。其典型信号时域结构如图1所示，每个随机接入信号在头部有长度为TCP的循环前缀，在尾部则有长度为TGP的保护时隙，参考信号的总长度为一个TTI周期。可以通过时域重复或加长CAZAC序列将该参考信号扩展到若干个TTI周期。在3GPP LTE标准中，进行随机接入资源分配的最小时间单位是TTI，一个TTI为1ms，由两个0.5ms的DFT-S-OFDMA子帧周期构成，每个子帧周期包括若干个长数据块OFDM符号周期和若干个短数据块OFDM符号周期。每个用户发送的随机接入信号(包含保护时隙)都完整地使用随机接入资源块中的若干个连续的TTI周期。

现有技术存在的不足主要由以下几点：

1、从随机接入信号方面来看：IEEE802.16e采用频域PN序列，一方面其峰均比较高，容易限制上行链路覆盖范围，降低功率放大器效率，引起频谱带外泄漏等问题，另一方面其码间干扰较大，多用户同时接入时的性能较差。3GPP LTE采用的时域CAZAC序列，若是采用时域滤波和频谱搬移的实现方法，则该实现方法对硬件精度和实现复杂度要求较高；而若是采用先使用小DFT将时域CAZAC序列变换到频域的指定位置，然后再通过大IDFT变换回时域以获得时域参考信号的实现方法，虽然该实现方法与DFT-S-OFDMA信号结构兼容，但因为CAZAC序列的良好相关性通常要求序列长度为质数，而实现复杂度要求DFT长度是2的幂次或者可以分解为大量小因子的乘积，所以性能和复杂度难以同时兼顾。

2、从随机接入资源块中的随机接入信号复用方面来看：无论对于IEEE802.16e还是3GPPLTE，其随机接入信号(包含保护时隙)都完整地使用随机接入资源块中的若干个连续的最小时间单位(例如IEEE802.16e中的2个OFDM符号周期或3GPP LTE中的2个DFT-S-OFDM子帧周期)，这与通信系统采用的上行物理层技术方案和上行链路预算等因素有关。

而在我国提出的宽带无线多媒体BWM系统草案中，拟采用700MHz左右的载频，无线信号衰减较慢，其小基站覆盖半径暂拟为5km，因此采用较短的(约0.2ms，与IEEE802.16e类似)随机接入信号就足以满足上行链路预算的要求，而BWM系统上行DFT-S-GMC的传输时间间隔较长(约0.7ms的子帧长度，与3GPP LTE类似)，所以当前这两套标准中的随机接入资源设计方案，都不适宜直接应用于BWM系统。