[发明专利]室外型BBU到RRU之间的5G通信距离设计方法

说明书

本发明提供了一种室外型BBU到RRU之间的5G通信距离设计方法，物理层随机接入支持两个不同长度的随机访问前导序列，长序列长度839采用1.25和5KHz的辅载波间隔，短序列长度139采用15、30、60和120KHz的辅载波间隔，多个PRACH前导码格式由一个或多个PRACH‑OFDM符号、不同的循环前缀和保护时间顶替。本发明通过覆盖距离的设计，避免符号间干扰和信道间干扰，保证数字信号的传输质量和接收端的解调，实现5G专网覆盖，相比于铁路2G专网覆盖，5G专网覆盖更加多元化并适用于多种运用场景。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种室外型BBU到RRU之间的5G通信距离设计方法。

背景技术

目前铁路2G专网覆盖一般小区TA(时间提前量)最大为63，限制了GSM小区覆盖半径，计算方式如下。GSM系统中，1TS为156.25bit，时长为577us，即每比特时长为3.69us/bit。可以计算在TA容许时间范围内覆盖长度为：3.69*63*光速＝70Km，考虑信号来回路程时间为35Km。

铁路5G专网覆盖由于基站和UE之间的距离，无线信号传输后会产生时域上的延迟扩展。这种延迟扩展是由于发射信号通过多条路径到达接收机而产生，这些在路径具有不同的距离、环境、地形和杂波，从而导致的延迟不同。

多径引起的接收信号延迟扩展是最远路径上的最大传输延迟与最短路径上的最小传输延迟之差。延迟随环境、地形和杂波的变化而变化，与小区半径没有绝对的映射关系。这种多路径延迟传播会导致以下情况:

a)符号间干扰(ISI),严重影响数字信号的传输质量。

b)信道间干扰(ICI)会破坏OFDM系统中子载波的正交性，影响接收端的解调。

保护间隔:为了避免符号间干扰，可在OFDM符号间以循环前缀的形式插入保护期。这个保护期为前一个符号的延迟扩展(时间)，它为下一个符号开始之前到达提供了一个时间窗口。保护时间可是非连续的传输周期，也可以是其他的传播周期。保护周期的长度(TG)通常大于无线电信道上的最大时延。

循环前缀:可在保护间隔中插入CP以减少ICI。它将随每个OFDM符号的采样点复制到OFDM符号的前面。这将保证在一个周期的整数波形周期包括在一个延迟复制的正交频分复用符号，这保证了子载波正交。复制有效载荷的末端并作为循环前缀进行传输可以确保在传输信号和信道响应之间存在一个“循环”卷积。这允许接收端采用一个简单乘法来捕获所有延迟分量的能量。如果“循环”卷积没有完成，那么接收机将经历ICI时，完成频域乘法。

OFDM符号长度:给定相同的OFDM符号长度，越长的CP可能会带来越大的系统开销，因此为了控制开销，应根据需要选择CP长度。

循环前缀(CP)是指一个符号前缀，无线系统中这个前缀在OFDM末端是重复的,接收端通常配置是丢弃循环前缀样本。CP可用于抵消多重路径传输影响。

3GPP规定NR中的基本时间单位为T_c＝1/(Δf_max·N_f)，其中Δf_max＝480·10³Hz、N_f＝4096。同时定义常量κ＝T_s/T_c＝64，其中T_s＝1/(Δf_ref·N_f,ref),Δf_ref＝15·10³Hz、N_f,ref＝2048。

在NR中，支持5种子载波间隔，其配置如下表所示。其中6GHz以下主要采用15KHz、30KHz、60KHz三种子载波间隔，而6GHz以上的主要采用120KHz和240KHz的子载波间隔。