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1. CN101431367 - Transmitting method and apparatus for random access leader sequence

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随机接入前导序列的发送方法和装置


技术领域
本发明涉及通信系统,尤其涉及时分双工(TDD)系统中的一种随机接 入前导序列的发送方法和装置。
背景技术
目前的长期演进(LTE,Long Term Evaluation)方案包括频分双工(FDD) 和TDD这两种双工复用方式。TDD系统采用了与时分同步码分多址接入 (TD-SCDMA)系统的帧结构相类似的帧结构。
在TD-SCDMA系统中,一个子帧,其长度为5毫秒(ms),包括7个普 通时隙(TS0~TS6)和UpPTS、下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP) 这3个特殊时隙。在TDD系统中,一个子帧的长度也是5ms,包括8个普通 时隙和UpPTS、DwPTS、GP这3个特殊时隙。
在TD-SCDMA系统中,一个普通时隙的长度为0.675ms,三个特殊时隙 的总长度为275微秒(us);在TDD系统中,一个普通时隙的长度为0.5ms, 三个特殊时隙的总长度为1ms。
在实际组网时,可能有的区域采用TD-SCDMA系统而相邻区域采用 TDD系统。为使这两种系统能够共存且不发生冲突,应该将TDD和 TD-SCDMA这两种系统的GP位置和下/上行转换点位置设置成一致的,从 而保证相同的时刻在两种系统中用于传输同向的信号。也就是说,要保证相 同的时刻在两种系统中要么都用于传输下行信号要么都用于传输上行信号。 如果相同的时刻在一种系统中用于传输下行信号,而在另一种系统中用于传 输上行信号,则将导致两种系统发生冲突,无法共存。
由于TDD系统的子帧结构和TD-SCDMA系统的子帧结构不一样,因此 TDD系统需要根据TD-SCDMA系统所使用的下、上行时隙比例设置自身的 下、上行时隙比例。下面,都以一个子帧中的下、上行时隙比例所表示系统 的下、上行时隙比例。
图1是TDD系统根据TD-SCDMA系统的下、上行时隙比例设置自身的 下、上行时隙比例的示意图。在图1所示的TDD结构中,D表示下行时隙, U表示上行时隙,阴影表示UpPTS。当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙 比例分别为2∶5、3∶4、4∶3、5∶2和6∶1时,TDD系统应该将自身的下、上行 时隙比例对应地设置为2∶6、4∶4、4∶4、6∶2和8∶0。TDD还需要调整特殊时隙 中DwPTS、GP和UpPTS的长度,这样才能保证相同的时刻在两种系统中用 于传输同向的信号。
可以看出,TDD在不同的上、下行时隙比例的情况下,其特殊时隙 DwPTS,GP和UpPTS的长度是不同的。采用正交频分复用(OFDM)技术 传输信号时,时隙的长度可以用OFDM符号(OS,OFDM Symbol)的个数 来表示。在TDD系统中,特殊时隙的总长度为1ms,可以被划分为14个具 有普通循环前缀(CP,Cyclic Prefix)的OFDM符号,也可以被划分为12 个具有扩展CP的OFDM符号。
在TDD系统中,不同的下、上行时隙比例所对应的DwPTS,GP和UpPTS 的长度如表1-1所示。
表1-1
  TD-SCDMA系统中   下、上行时隙比例   TDD系统中   下、上行时隙比例  DwPTS   (OS)    GP    (OS)   UpPTS   (OS)
    2∶5     2∶6     5     2     7
    3∶4     4∶4     1     2     11
    4∶3     4∶4     10     2     2
    5∶2     6∶2     6     2     6
    6∶1     8∶0     1     2     11
可以看出,在表1-1中,特殊时隙的总长度被划分为14个具有普通CP 的OFDM符号。当特殊时隙的总长度被划分为12个具有扩展CP的OFDM 符号时,在TDD系统中,不同的下、上行时隙比例所对应的DwPTS,GP 和UpPTS的长度如表1-2所示。
表1-2
TD-SCDMA系统中 下、上行时隙比例   TDD系统中   下、上行时隙比例  DwPTS  (OS)    GP    (OS)   UpPTS   (OS)
    2∶5     2∶6     5     1     6
    3∶4     4∶4     1     2     9
    4∶3     4∶4     9     1     2
    5∶2     6∶2     5     2     5
    6∶1     8∶0     1     2     9
可以看出,不论在表1-1中还是在表1-2中,当TD-SCDMA系统中的下、 上行时隙比例为4∶3时,TDD系统都会将自身的下、上行时隙比例设置为4∶4, 这将导致UpPTS的长度变为2个OFDM符号。
在此种情况下,由于UpPTS长度的限制,使得UpPTS内随机接入信道 长度受限。而随机接入信道的长度决定了随机接入前导序列(preamble)的 长度。采用短的前导序列将引发一系列问题:
一个问题就是会缩小覆盖范围,因为时间长度短的序列其时间累积的功 率比较小,从而导致覆盖范围的减小;
另一个问题是,长度短的序列导致可使用的序列数目比较少,进而导致 可供UE选择的序列范围比较小,增加了UE随机接入的碰撞概率,降低了 UE随机接入的成功率。
发明内容
有鉴于此,本发明解决的技术问题是提供一种随机接入前导序列的发送 方法,以在两种系统不发生冲突的前提下,当TD-SCDMA系统中的下、上 行时隙比例为4∶3时,在TDD系统中可以增加UpPTS的长度。从而增加可 发送的随机接入前导序列的长度,扩大覆盖范围,减少UE随机接入的碰撞 概率,提高UE随机接入的成功率。另外,本发明还提供一种随机接入前导 序列的发送装置。
为此,本发明提供的技术方案如下:
一种随机接入前导序列的发送方法,包括:
获知TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例;
当所述下、上行时隙比例为4∶3时,将TDD系统的下、上行时隙比例设 置为5∶3;
在UpPTS内配置发送长度为N个OFDM符号的随机接入前导序列;
其中,4≤N≤M,M是以OFDM符号为单位的UpPTS的长度。
在实施例中,当所述下、上行时隙比例为4∶3时,进一步包括:
判断是否需要将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3;
如果需要,则将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。
在实施例中,将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3后,进一步包 括:按随机接入信道的长度设置上行导频时隙的长度。
另一种随机接入前导序列的发送方法,包括:
获知TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例;
当所述下、上行时隙比例为4∶3时,将TDD系统的下、上行时隙比例设 置为5∶3;当所述下、上行时隙比例并非4∶3时,对应地设置TDD系统的下、 上行时隙比例;
在UpPTS内配置发送长度为N个OFDM符号的随机接入前导序列;
其中,4≤N≤M,M是以OFDM符号为单位的UpPTS的长度。
本发明还提供一种随机接入前导序列的发送装置,包括:
时隙比例确定单元,用于确定TD-SCDMA系统所采用的下、上行时隙 比例;
时隙比例设置单元,用于在时隙比例确定单元所确定的下、上行时隙比 例为4∶3时,将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3;和
配置单元,用于在UpPTS内配置发送长度为N个OFDM符号的随机接 入前导序列;
其中,4≤N≤M,M是以OFDM符号为单位的UpPTS的长度。
在实施例中,还包括:
判断单元,用于在时隙比例确定单元所确定的下、上行时隙比例为4∶3 时,判断是否需要判断是否需要将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5/3, 如果需要,则触发时隙比例设置单元进行相关操作。
在实施例中,还包括:
导频时隙设置单元,用于在时隙比例设置单元完成设置后,按随机接入 信道的长度设置UpPTS的长度。
本发明提供的另一种随机接入前导序列的发送装置,包括:
时隙比例确定单元,用于确定TD-SCDMA系统所采用的下、上行时隙 比例;
时隙比例设置单元,用于在时隙比例确定单元所确定的下、上行时隙比 例为4∶3时,将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3;当所述下、上行 时隙比例并非4∶3时,对应地设置TDD系统的下、上行时隙比例;和
配置单元,用于在UpPTS内配置发送长度为N个OFDM符号的随机接 入前导序列;
其中,4≤N≤M,M是以OFDM符号为单位的UpPTS的长度。
可以看出,当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时,本发 明通过改变TDD系统中的下、上行时隙比例,将TDD系统中的下、上行时 隙比例设置为5∶3而不是4∶4,即可达到增加UpPTS长度的目的。因为将下、 上行时隙比例设置为5∶3后,将减少一个上行时隙,而该上行时隙将被划分 作为UpPTS,这样即可实现增加UpPTS长度的目的。可以看出,由于是将 一个用于传输上行业务数据的上行时隙划分作为UpPTS,因此没有改变该时 隙中的信号传输方向,依然都还是传输上行信号,从而能够保证这两种系统 不发生冲突。增加UpPTS的长度能够增加可发送的随机接入前导序列的长 度,从而可以扩大覆盖范围,减少UE随机接入的碰撞概率,提高UE随机 接入的成功率。
另外,操作简单、容易实现也是本发明的一个很突出的优点。
附图说明
图1是现有的TDD系统根据TD-SCDMA系统的下、上行时隙比例设置 自身的下、上行时隙比例的示意图;
图2是现有的在TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时,TDD 系统设置自身的下、上行时隙比例的示意图;
图3是本发明中当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时, TDD系统设置自身的下、上行时隙比例的示意图;
图4是本发明提供的一种发送随机接入前导序列的方法流程图;
图5是本发明提供的另一种发送随机接入前导序列的方法流程图;
图6是本发明提供的一种发送随机接入前导序列的装置示意图;
图7是本发明提供的另一种发送随机接入前导序列的装置示意图。
具体实施方式
要实现当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时,在TDD系 统中增加UpPTS的长度的方法有多种,但是这些方法都会引起TD-SCDMA 和TDD这两种系统之间的冲突。
在现有技术中,当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时, TDD系统会将自身的下、上行时隙比例对应地设置为4∶4,如图2所示。
通过对图2的分析可以看出,如果TDD系统将其上行时隙减少一个, 则可以增加UpPTS的长度,如图3所示。此时,下、上行时隙的比例相应地 变为为5∶3。
通过上述分析可以看出,为能够在保证两种系统不发生冲突的前提下, 实现当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时,增加UpPTS的长 度,TDD系统需要修改其下、上行时隙的比例,即,将其下、上行时隙的比 例设置为5∶3。
为使本领域技术人员更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明提供 的更具体的随机接入前导序列的发送方法作具体说明,图4是该方法的流程 图。
在步骤41中,获知TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例。
确定TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例的方法可以采用现有的 方法,例如:TDD系统可以根据TD-SCDMA系统发送的系统消息得知 TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例。
在步骤42中,判断所述比例是否为4∶3。
当TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例为4∶3时,在步骤43中, 将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。
从图3可以看出,在将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3后, UpPTS的长度明显增加。在这种情况下,对应的DwPTS,GP和UpPTS的 长度如表2-1所示。
表2-1
  TD-SCDMA系统中   下、上行时隙比例   TDD系统中   下、上行时隙比例  DwPTS  (OS)   GP  (OS)  UpPTS  (OS)
    4∶3     5∶3     4     2     8
可以看出,在表2-1中,特殊时隙的总长度被划分为14个具有普通CP 的OFDM符号。当特殊时隙的总长度被划分为12个具有扩展CP的OFDM 符号时,对应的DwPTS,GP和UpPTS的长度如表2-2所示。
表2-2
  TD-SCDMA系统中   下、上行时隙比例   TDD系统中   下、上行时隙比例  DwPTS  (OS)   GP   (OS)   UpPTS   (OS)
    4∶3     5∶3     3    2    7
当TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例不是4∶3时,在步骤44中, 按现有的对应关系设置TDD系统的下、上行时隙比例。
完成下、上行时隙比例的设置后,在步骤45中,在UpPTS内配置发送 长度为N个OFDM符号的随机接入前导序列。其中,4≤N≤M,M是UpPTS 的长度。
至于利用UpPTS中哪些OFDM符号发送随机接入前导序列,应该视具 体情况而定,或根据预置的某种策略决定。对于长度大于UpPTS的随机前导 序列,可以配置在普通时隙发送。
可以看出,当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时,通过 改变TDD系统中的下、上行时隙比例,将TDD系统中的下、上行时隙比例 设置为5∶3而不是4∶4,即可达到增加UpPTS长度的目的。因为将下、上行 时隙比例设置为5∶3后,将减少一个上行时隙,而该上行时隙将被划分作为 UpPTS,这样即可实现增加UpPTS长度的目的。
可以看出,由于是将一个用于传输上行业务数据的上行时隙划分作为 UpPTS,因此没有改变该时隙中的信号传输方向,依然都还是传输上行信号, 从而能够保证这两种系统不发生冲突。增加UpPTS的长度能够增加可发送的 随机接入前导序列的长度,从而可以扩大覆盖范围,减少UE随机接入的碰 撞概率,提高UE随机接入的成功率。
另外,采用上述实施例所述的方法时,对系统的改动很小,操作简单且 容易实现。
本发明还提供了第二个实施例,下面结合图5对该实施例进行说明。
在步骤51中,获知TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例。
在步骤52中,判断所述比例是否为4∶3。
当TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例为4∶3时,在步骤53中, 判断是否需要将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。
在本步骤中,可以按预先设置的某种条件或策略判断是否需要将TDD 系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。所述某种条件或策略可以根据具体要 求进行设置。例如,是否需要与TD-SCDMA系统共存,或者是否需要长度 大于2个OFDM符号的随机接入信道。
如果需要,则在步骤54中,将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。
如果不需要将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3,则在步骤55 中,按现有的对应关系设置TDD系统的下、上行时隙比例。
当TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例不是4∶3时,也将执行步 骤55。
完成下、上行时隙比例的设置后,在步骤56中,在UpPTS内发送长度 为N个OFDM符号的随机接入前导序列。其中,4≤N≤M,M是UpPTS的长 度。
与前一实施例相比,在本实施例公开的方法中,增加了一个判断的过程, 并在满足判断条件的情况下将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。这 样做的好处在于可以更贴近实际需求且与现有的系统做到更好的兼容,实现 起来也更加灵活。
另外,在上述两个实施例中,将TDD系统的下、上行时隙比例设置成 5∶3后,就直接将全部的可用OFDM符号都用作UpPTS,如表2-1或表2-2 所示。这样做的好处在于,操作简单易于实现。
但是在实际应用中,将TDD系统的下、上行时隙比例设置成5∶3后,也 可以对UpPTS的长度进行单独的设置,而不是简单地以全部OFDM符号都 用作UpPTS。至于设置UpPTS长度的策略,应该根据具体应用的要求进行 定制。
例如,可以按随机接入信道的长度设置UpPTS的长度。假设随机接入信 道的长度为6个OFDM符号,则将TDD系统的下、上行时隙比例设置成5∶3 后,可以将UpPTS的长度设置为6个OFDM符号。而从全部可用的OFDM 符号中具体选取哪6个符号OFDM符号作为UpPTS,也可以视具体情况而 定。
可以看出,在上述两个实施例中,虽然都是以目前LTE方案中TDD系 统为例对本发明的方法进行说明,但是,在TD-SCDMA和TDD这两种系统 的子帧结构不改变的前提下,本发明的方法同样适用于未来演进技术中的 TDD系统。
本发明还提出了相应的随机接入前导序列的发送装置。图6示出了该装 置的一种结构,该装置包括时隙比例确定单元S61、时隙比例设置单元S62 和配置单元S63。
时隙比例确定单元S61,用于确定TD-SCDMA系统所采用的下、上行 时隙比例。
时隙比例确定单元S61可以采用现有的方法确定TD-SCDMA系统采用 的下、上行时隙比例的方法,例如可以根据TD-SCDMA系统发送的系统消 息得知TD-SCDMA系统采用的下、上行时隙比例。
在时隙比例确定单元S61所确定的下、上行时隙比例为4∶3时,时隙比 例设置单元S62将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3。在时隙比例确 定单元S61所确定的下、上行时隙比例并非4∶3时,时隙比例设置单元S62 将按现有的对应关系设置TDD系统的下、上行时隙比例。
时隙比例设置单元S62将TDD系统的下、上行时隙比例设置为5∶3后, UpPTS的长度将明显增加,如图3所示。
时隙比例设置单元S62完成设置后,配置单元S63在UpPTS内配置发 送长度为N个OFDM符号的随机接入前导序列;其中,4≤N≤M,M是UpPTS 的长度。
至于利用UpPTS中哪些OFDM符号发送随机接入前导序列,应该视具 体情况而定,或根据预置的某种策略决定。对于长度大于UpPTS的随机接入 前导序列,可以配置在普通时隙发送。
可以看出,当TD-SCDMA系统中的下、上行时隙比例为4∶3时,通过 改变TDD系统中的下、上行时隙比例,将TDD系统中的下、上行时隙比例 设置为5∶3而不是4∶4,即可达到增加UpPTS长度的目的。因为将下、上行 时隙比例设置为5∶3后,将减少一个上行时隙,而该上行时隙将被划分作为 UpPTS,这样即可实现增加UpPTS长度的目的。
可以看出,由于是将一个用于传输上行业务数据的上行时隙划分作为 UpPTS,因此没有改变该时隙中的信号传输方向,依然都还是传输上行信号, 从而能够保证这两种系统不发生冲突。增加UpPTS的长度能够增加可发送的 随机接入前导序列的长度,从而可以扩大覆盖范围,减少UE随机接入的碰 撞概率,提高UE随机接入的成功率。
另外,本发明还提供了一种随机接入前导序列的发送装置,如图7所示。 与图6所示的装置相比,在图7所示的装置中,增加了判断单元S71。
在时隙比例确定单元S61所确定的下、上行时隙比例为4∶3时,判断单 元S71可以先判断是否需要判断是否需要将TDD系统的下、上行时隙比例 设置为5∶3,如果需要,则触发时隙比例设置单元S62进行相关操作。
判断单元S71可以按预置的条件或策略判断是否需要将TDD系统的下、 上行时隙比例设置为5∶3。
与图6所示的装置相比,在图7所示的装置中,增加了一个判断单元, 并在满足判断条件的情况下触发时隙比例设置单元将TDD系统的下、上行 时隙比例设置为5∶3。这样做的好处在于可以更贴近实际需求且与现有的系 统做到更好的兼容,实现起来也更加灵活。
另外,在图6、图7所示的装置中,将TDD系统的下、上行时隙比例设 置成5∶3后,就直接将全部的可用OFDM符号都用作UpPTS,如表2-1或表 2-2所示。这样做的好处在于,操作简单易于实现。
但是在实际应用中,将TDD系统的下、上行时隙比例设置成5∶3后,也 可以对UpPTS的长度进行单独的设置,而不是简单地以全部OFDM符号都 用作UpPTS。至于设置UpPTS长度的策略,应该根据具体应用的要求进行 定制。
例如,可以按随机接入信道的长度设置UpPTS的长度。此时,在图6、 图7所示的装置中还应该包括一个导频时隙设置单元,用于在时隙比例设置 单元S62完成设置后,按随机接入信道的长度设置上行导频时隙的长度。
假设随机接入信道的长度为6个OFDM符号,则时隙比例设置单元S62 将TDD系统的下、上行时隙比例设置成5∶3后,导频时隙设置单元可以将 UpPTS的长度设置为6个OFDM符号。而从全部可用的OFDM符号中具体 选取哪6个符号OFDM符号作为UpPTS,也可以视具体情况而定。可以看 出,在上述两个实施例中,虽然都是以目前LTE方案中TDD系统为例对本 发明的方法进行说明,但是,在TD-SCDMA和TDD这两种系统的子帧结构 不改变的前提下,本发明的方法同样适用于未来演进技术中的TDD系统。
本领域技术人员可以明白,这里结合所公开的实施例描述的各种示例性 的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清 楚地示出硬件和软件之间的可交换性,以上对各种示例性的步骤和单元均以 其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实 现依赖于特定的应用和整个系统所实现的设计约束。本领域技术人员能够针 对每个特定的应用,以多种方式来实现所描述的功能性,但是这种实现的结 果不应解释为倒是背离本发明的范围。
利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现 场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管 逻辑、分立硬件组件或者他们之中的任意组合,可以实现或执行结合这里公 开的实施例描述的各种示例性的单元。通用处理器可能是微处理器,但是在 另一种情况中,该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者 状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的 组合、多个微处理器、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他 此种结构。
结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理 器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、 闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、 移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典 型存储媒质与处理器耦合,从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息,且 可向该存储媒质写信息。在替换实例中,存储媒质是处理器的组成部分。处 理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站 中。在一个替换实例中,处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存 在。
提供所述公开的实施例,可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本 发明。对于本领域技术人员来说,这些实施例的各种修改是显而易见的,并 且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于 其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限 制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改 进等,均应包含在本发明的保护范围之内。