專利名稱：一種上行隨機接入前導序列選擇方法
技術領域：
本發明涉及移動通訊，具體涉及一種上行隨機接入前導序列選擇方法。
背景技術：
未來的移動通信系統要求提供的數據傳輸速率將高達100Mbit/s以上，支持的業務也將從語音業務擴展到多媒體業務，其中多媒體業務包括實時的流媒體業務。能夠在有限的頻譜資源上實現高速率和大容量的技術已經成為目前研究的熱點。寬帶移動通信系統通常要經歷信道的頻率選擇性。所謂信道的頻率選擇性就是信道在不同頻率上的衰減不同。頻率選擇性信道通常會造成嚴重的碼間干擾ISI、載波間干擾ICI和多址干擾MAI。對抗頻率選擇性衰落最常用的方法就是在接收端使用單載波均衡技術，其分為單載波時域均衡技術和單載波頻域均衡技術兩大類。單載波時域均衡技術是一種成熟的技術，具備很強的抗干擾能力。然而，單載波時域均衡器的復雜度與信道的最大時延擴展成三次方增長的比例關系，因此單載波時域均衡器在某些實際應用中難以實現。另一種均衡技術——單載波頻域均衡技術克服了單載波時域均衡技術的缺點。在頻率選擇性衰落信道下，接收信號在時域上是發送信號和信道沖激響應的卷積，而在頻域上則是發送信號和信道頻域響應的乘積。根據信道估計得到的信道頻域響應，單載波頻域均衡器可以在各個頻點上分別進行均衡，從而使計算復雜度得到大大地降低。理論上，單載波頻域均衡器與單載波時域均衡器的性能是一樣的，而它的復雜度和正交頻分復用系統的復雜度相當。
對于單載波頻域均衡器還有更加簡化的處理方式，通過為發射符號加入循環前綴或填零，將信號與信道的線性卷積過程轉化為循環卷積，簡化了接收機的處理，只要信道的最大時延擴展能量窗控制在循環前綴cyclic prefix(簡稱CP)之內，就能有效的去除用戶自身的碼間串擾ISI。
如果將上行多用戶到達基站的時間都同步在一個基準CP之內，就可以將多用戶的接收信號進行聯合傅立葉變換處理，簡化了接收機多用戶的處理。
上行隨機接入可以保證上行多用戶在發起接入、或由非同步到同步狀態的轉化中，保證到達基站的時間都同步在一個基準CP之內，上行隨機接入的一般性過程的操作可以采取上行接入前導信號作為定時參考，基站測量上行接入前導的參考信號的到達時間，與基準參考時間比較，確定終端發射需要提前的或者滯后的時間，然后通過下行的命令，將需要調整的時間以多進制或者步進調整的方式通知終端調整發射時間。
由于上行隨機接入是發起通信過程的前提，所以上行隨機接入的接收質量直接影響了用戶對業務的質量感受，需要盡力保證上行隨機接入的接入概率。
在長期演進LTE系統中，上行隨機接入采用了特定的前導序列來區分接入用戶，其中對這一特定的前導序列的選擇，采用了帶零相關窗的Zadoff-Chu(簡稱ZC)序列(參考3GPP TS 36.211-1.0.0)。
第u個Zadoff-Chu根序列生成是這樣定義的xu(n)=e-jπun(n+1)NZC,]]>0≤n≤NZC-1，其中Nzc代表序列的長度。
上行隨機接入信道選擇一個或多個(例如u＝1或2)Zadoff-Chu根序列構成隨機接入的前導，類似Zadoff-Chu根序列這樣帶零相關窗的序列，在序列通過射頻通道進行發射時，不同的序列索引u的序列其峰均比或者是立方制系數CM特性是不相同的，如圖1所示這是一個ZC序列長度為839，發射帶寬為1.08M的系統在不同的索引u下統計出的立方制系數Cubic Metric(簡稱CM)的值，CM代表射頻系統中為了避免發射出現非線性而做出的功率回退，這個值越高，說明為了保證射頻線性發射付出的額外射頻功率越多，浪費越大，有效功率越小。有效功率越小，則在其他相同條件下，信號覆蓋的地理范圍越小。但是，目前不同終端與基站中心距離和衰落情況，其隨機接入選擇采用了相同的處理方法。
發明內容
本發明需要解決的技術問題是提供一種上行隨機接入前導序列選擇方法，能根據終端與基站中心的具體距離和衰落情況選擇不同的隨機接入處理方法。
本發明的上述技術問題這樣解決，提供一種上行隨機接入前導序列選擇方法，所述上行隨機接入前導包括一個或多個ZC根序列，1.1)若基站需要一個ZC根序列，則覆蓋范圍越大的基站選擇功率回退CM值越小的序列索引；1.2)若基站需要多個ZC根序列，則越遠離基站的終端選擇功率回退CM值越小的序列索引或其對應擴展序列。
按照本發明提供的選擇方法，所述選擇方法各步驟中基站覆蓋范圍的終端僅選擇其所在基站已選擇的ZC根序列及其擴展，所述已選擇的ZC根序列可以是一個或多個。
按照本發明提供的選擇方法，所述步驟1.2)中選擇包括將基站按覆蓋范圍大小分組并將序列索引按功率回退CM值大小對應分組而后按組選擇。
按照本發明提供的選擇方法，所述步驟1.3)還包括基站或終端測量計算路徑損耗值并與預設門限比較判斷基站與終端間的遠離程度。
按照本發明提供的選擇方法，所述步驟1.3)還包括基站或終端測量計算下行導頻接收功率并與預設門限比較判斷基站與終端間的遠離程度。
按照本發明提供的選擇方法，所述步驟1.3)中測量終端與基站的遠離程度包括但不限制于以上兩種方法按照本發明提供的選擇方法，所述預設門限的個數等于所述基站需要ZC根序列的個數減一。
按照本發明提供的選擇方法，遠離程度由終端進行測量時，所述預設門限通過基站廣播下發給終端。
按照本發明提供的選擇方法，所述步驟1.3)還包括若需要多個，基站仍然需要按覆蓋范圍選擇各自ZC根序列，其中一種優選方式是
(一)覆蓋范圍越大的基站選擇功率回退CM值越小的序列索引作為其多個ZC根序列中的最小功率回退CM值的對應序列索引；(二)覆蓋范圍越小的基站選擇功率回退CM值越大的序列索引作為其多個ZC根序列中的最大功率回退CM值的對應序列索引。
這樣可以進一步保證上行隨機接入過程的地理覆蓋區間、提高消息檢測率、減少接入延時，也可以進一步充分利用序列集合，避免序列在使用上的浪費。
按照本發明提供的選擇方法，所述移動通訊系統是單載波發射和接收系統。
按照本發明提供的選擇方法，所述單載波發射和接收系統是LTE移動通信系統。
按照本發明提供的選擇方法，所述單載波發射和接收系統是4G移動通信系統。
按照本發明提供的選擇方法，所述單載波發射和接收系統是IMT-Advanced系統。
按照本發明提供的選擇方法，所述多個是二個及以上。
本發明提供的一種上行隨機接入前導序列選擇方法，從隨機接入根序列在功率回退CM上的差異性出發，根據基站覆蓋范圍和終端與基站的遠近程度有針對性地選擇上行隨機接入前導的根序列索引，既有利于保證上行隨機接入過程的地理覆蓋區間、提高消息檢測率、減少接入延時，也有利于充分利用序列集合，避免序列在使用上的浪費。
下面結合附圖和具體實施例進一步對本發明進行詳細說明。
圖1是不同索引下的隨機接入序列前導的CM功率回退示意圖。
圖2是本發明選擇隨機接入前導序列方法的示意圖。
具體實施例方式
首先，說明本發明思想單載波發射和接收的系統是一種實現更高帶寬下高頻譜效率、高峰值速率、低峰均比的很有前途的通信系統。基于單載波的隨機接入應該靈活選擇其上行隨機接入信號的接入前導的根序列，以適應不同工作場景。
其次，說明本發明方法一個典型的LTE移動通信系統包含多個基站和終端；每個基站需要一個或多個隨機接入根序列來構成上行隨機接入前導，如圖2所示，基站或基站覆蓋范圍內的終端選擇根序列索引的方法分為兩種，具體是(一)當基站只選擇一個隨機接入前導根序列時，根據基站控制小區覆蓋的距離來選擇合適的序列索引，優先為覆蓋范圍大的基站選擇CM值較小的序列的索引，然后為覆蓋范圍小的基站選擇CM值居中或較大的序列的索引。
典型實施例，如在網絡中分別有A、B、C三種覆蓋距離的基站，覆蓋距離A＜B＜C，移動網絡中A覆蓋距離的基站有50個，B類型的基站有30個，C類型的基站有5個。可以使用的根序列有839個，優先為C類型的基站選擇839個根序列中功率回退最少的5個索引，分配給C類型的5個基站，然后為B類型基站選擇功率回退次少的30個索引，最后為A類型基站選擇功率回退較大的50個索引。
以上只是其中一種典型方式，只要不違反覆蓋范圍大的基站選擇功率回退CM值較小的序列的索引，覆蓋范圍小的基站選擇功率回退CM值較大的序列的索引的實施方案的任何實施方案都應該被本發明特征所覆蓋。
(二)當基站可以選擇二個或以上的隨機接入前導根序列時，遠離基站的終端優先選擇功率回退CM值較小的序列的索引，然后靠近基站的終端選擇功率回退CM值較大的序列的索引。
判斷終端與基站遠離程度可以采用測量計算路徑損耗值或下行導頻接收功率以及其他的可能測量值來實現，路徑損耗值約大，下行導頻功率越小，則終端越遠離基站；反之，則終端跟靠近基站。
典型實施例，如網絡中的基站可以配置了二個隨機接入前導根序列a和b，a的功率回退值CM大于b的值，①根序列a和b不能通過循環移位的方式進行擴展，則遠離基站的終端優先選擇b，靠近基站的終端選擇a。
一般情況下，②隨機接入前導根序列都可以通過循環移位的方式進行序列擴展，獲得根序列下的擴展ZC碼，擴展ZC碼同樣可以用來構成隨機接入前導。典型的循環移位擴展的數學表達如下所示xu，v(n)＝xu((n+vNCS)modNZC)，其中Ncs為循環移位間隔假設a、b索引的序列都可以分別擴展為64個擴展ZC序列(含根序列本身)，則覆蓋范圍內的終端根據距離基站的遠近，遠離基站的終端優先選擇b根序列的擴展序列，接近基站的終端選擇a根序列的擴展序列。終端可以根據一個或多個門限值，確定自身屬于遠離基站的終端還是接近基站的終端，此門限值可以是預定義的路徑損耗門限值或下行導頻接收功率門限或其他門限值，也可以通過系統廣播將可變的路徑損耗門限值或下行導頻接收功率門限或其他門限值廣播給終端使用。
本發明中提供了根據隨機接入根序列在功率回退CM上的差異，有針對性地選擇上行隨機接入前導的根序列索引的方法，既有利于保證上行隨機接入過程的地理覆蓋區間、提高消息檢測率、減少接入延時，也有利于充分利用序列集合，避免序列在使用上的浪費。
權利要求
1.一種上行隨機接入前導序列選擇方法，所述上行隨機接入前導包括一個或多個ZC根序列，其特征在于，1.1)若基站需要一個ZC根序列，則覆蓋范圍越大的基站選擇功率回退CM值越小的序列索引；1.2)若基站需要多個ZC根序列，則越遠離基站的終端選擇功率回退CM值越小的序列索引或其對應擴展序列。
2.根據權利要求1所述選擇方法，其特征在于，所述選擇方法各步驟中基站覆蓋范圍的終端僅選擇其所在基站已選擇的ZC根序列及其擴展。
3.根據權利要求1所述選擇方法，其特征在于，所述步驟1.2)中選擇包括將基站按覆蓋范圍大小分組并將序列索引按功率回退CM值大小對應分組而后按組選擇。
4.根據權利要求1所述選擇方法，其特征在于，所述步驟1.3)還包括基站或終端測量計算路徑損耗值并與預設門限比較判斷基站與終端間的遠離程度。
5.根據權利要求1所述選擇方法，其特征在于，所述步驟1.3)還包括基站或終端測量計算下行導頻接收功率并與預設門限比較判斷基站與終端間的遠離程度。
6.根據權利要求4或5所述選擇方法，其特征在于，所述預設門限的個數等于所述基站需要ZC根序列的個數減一。
7.根據權利要求1所述選擇方法，其特征在于，所述步驟1.3)還包括若需要多個，則覆蓋范圍越大的基站選擇功率回退CM值越小的序列索引作為其多個ZC根序列中的最小功率回退CM值的對應序列索引。
8.根據權利要求7所述選擇方法，其特征在于，所述步驟1.3)還包括若需要多個，則覆蓋范圍越小的基站選擇功率回退CM值越大的序列索引作為其多個ZC根序列中的最大功率回退CM值的對應序列索引。
9.根據權利要求1所述選擇方法，其特征在于，所述移動通訊系統是單載波發射和接收系統。
10.根據權利要求9所述選擇方法，其特征在于，所述單載波發射和接收系統是LTE移動通信系統、IMT-Advanced系統或4G移動通信系統。
全文摘要
本發明涉及一種上行隨機接入前導序列選擇方法，所述上行隨機接入前導包括一個或多個ZC根序列，若基站需要一個ZC根序列，則覆蓋范圍越大的基站選擇功率回退CM值越小的序列索引；若基站需要多個ZC根序列，則越遠離基站的終端選擇功率回退CM值越小的序列索引或其對應擴展序列。這種方法從隨機接入根序列在功率回退CM上的差異性出發，根據基站覆蓋范圍和終端與基站的遠近程度有針對性地選擇上行隨機接入前導的根序列索引，既有利于保證上行隨機接入過程的地理覆蓋區間、提高消息檢測率、減少接入延時，也有利于充分利用序列集合，避免序列在使用上的浪費。
文檔編號H04L25/03GK101090281SQ200710111519
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月19日 優先權日2007年6月19日
發明者張峻峰 申請人:中興通訊股份有限公司