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CN112087811A - 随机接入前导码的发送方法和装置 - Google Patents

随机接入前导码的发送方法和装置 Download PDF

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CN112087811A
CN112087811A CN201910516966.3A CN201910516966A CN112087811A CN 112087811 A CN112087811 A CN 112087811A CN 201910516966 A CN201910516966 A CN 201910516966A CN 112087811 A CN112087811 A CN 112087811A
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CN
China
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zadoff
cell
chu sequence
random access
sequence group
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CN201910516966.3A
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朱莉森
龚秋莎
冯绍鹏
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Potevio Information Technology Co Ltd
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Potevio Information Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本申请公开了一种随机接入前导码的发送方法和装置，其中方法包括：用户设备UE在需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff‑Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff‑Chu序列组；其中，所述Zadoff‑Chu序列组资源中不同Zadoff‑Chu序列组的Zadoff‑Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff‑Chu序列组不同；所述UE从所述Zadoff‑Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。采用本发明，可以缩短通信终端完成随机接入的时间。

Description

随机接入前导码的发送方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种随机接入前导码的发送方法和装置。
背景技术
基于TD-LTE技术，使用电力行业在230MHz频段离散频谱资源的TD-LTE230电力无线通信系统是为满足智能电网业务通信需求而定制开发的无线通信系统。在该通信系统中，PRACH是用于终端NB与基站eNB建立初始连接的时候向网络发送信令。随机接入开始时，UE根据小区配置的随机接入系统信息和参数，开始进行随机接入前导传输。eNB成功接收随机接入前导后，向UE发送随机接入响应。系统需要保证eNB能正确接收随机接入前导，同时要尽可能提高系统的容量，让同一时间有更多的用户有资源能够发送随机接入前导。
TD-LTE230电力无线通信系统是一种离散的多子带系统，每个子带带宽为25kHz，按照功能分为广播子带、同步子带和业务子带。PRACH前导码占用广播子带的上行部分。每两个无线帧的上行平均分为8个时间段，分别提供给8个小区的通信终端使用。图1为随机接入前导码的时域资源配置示意图，如图1所示，C0、C1……C7分别表示小区ID模8为0、1……7，Frame0和Frame1分别表示偶数帧号和奇数帧号。从无线帧号为偶数的无线帧起始，小区ID模8分别对应8个时间段中的一个。属于同一个小区的通信终端每两个无线帧能够拥有一段可以发送随机接入前导码的时域资源。
在每个小区对应的时域资源上，根据循环移位产生8个或者16个Preamble码资源，循环移位的间隔与小区半径大小有关，小区半径越大，循环移位间隔越大，所以大半径小区使用8个码资源，小半径小区使用16个码资源。
综上所述，通信终端需要在广播子带根据所在小区ID模8找到随机接入前导码发送的时域位置，再在该通信终端可用的循环移位范围内等概率随机选择一个生成随机接入前导码，发起随机接入。
随机接入前导码可以定义如下：
采用零相关区的Zadoff-Chu序列，由一个根的ZC序列产生。根参数u＝11，序列长度NZC＝83。
Figure BDA0002095340280000021
频域信号见式(2)；
Figure BDA0002095340280000022
a)中间补零至NSEQ＝512点：
X＝[Xu((Nzc-1)/2),…,Xu(Nzc-1),0,0,…,0,Xu(0),Xu(1),…Xu((Nzc-1)/2-1)] (3)
b)IDFT变换并循环移位得到PRACH基本序列：
su(n)＝circshift(ifft(X(k)),Ncp)/(NZC/NSEQ)
c)时域循环移位信号见下式(4):
Figure BDA0002095340280000023
式(4)中：
CE——小区半径模式选择，小半径模式取值为0，大半径模式取值为1；
v——循环移位索引，当CE＝0时，0≤v≤15；当CE＝1时，0≤v≤7；
()*——取共轭；
Figure BDA0002095340280000024
——时域循环移位值，
Figure BDA0002095340280000025
n——0≤n＜NSEQ；
NSEQ——512。
申请人在实现本发明的过程中发现：上述现有的随机接入方案存在通信终端的随机接入时间较长的问题。具体原因分析如下：
采用不同小区分时发送随机前导码的方式可以使得小区ID模8不同的小区可以识别本小区的用户，但是对于某一个小区来说，时域资源不能连续使用，在TD-LTE230电力无线通信系统中，每两个无线帧的上行资源，只有1/8是可以给该小区进行随机接入。通信终端需要发起随机接入时，必须等待所在小区的时域时刻到来。一旦通信终端需要重复发送，则需要更多的离散时域去完成随机前导码的发送，从而延长了通信终端完成随机接入的时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种随机接入前导码的发送方法和装置，可以缩短通信终端完成随机接入的时间。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种随机接入前导码的发送方法，包括：
用户设备UE在需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff-Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组；其中，所述Zadoff-Chu序列组资源中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同；
所述UE从所述Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。
较佳地，所述Zadoff-Chu序列组资源包括8个Zadoff-Chu序列组，每个Zadoff-Chu序列组包括M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，M≥1。
较佳地，所述根据所在小区的小区标识，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组包括：
计算所在小区的小区标识模n的结果；n为所述Zadoff-Chu序列组的数量；
将组编号为所述结果的Zadoff-Chu序列组，确定为所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。
较佳地，所述方法进一步包括：
基站eNB确定所述UE所在小区中随机接入的可用频点资源，并利用系统SIB消息，将所述可用频点资源通知给所述小区中的UE；所述可用频点资源包括小区中的同步子带和业务子带中的空闲频点资源以及广播子带中的频点资源；
所述UE在发送所述随机接入前导码之前，在接收到的所述可用频点资源中，选择用于发起随机接入的频点，并利用所选择的频点发送所述随机接入前导码。
本申请还公开了一种随机接入前导码的发送装置，设于用户设备UE中，包括：处理器，所述处理器用于：
在所述UE需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff-Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组；其中，所述Zadoff-Chu序列组资源中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同；
从所述Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。
较佳地，所述Zadoff-Chu序列组资源包括8个Zadoff-Chu序列组，每个Zadoff-Chu序列组包括M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，M≥1。
较佳地，所述处理器具体用于：
计算所在小区的小区标识模n的结果；n为所述Zadoff-Chu序列组的数量；
将组编号为所述结果的Zadoff-Chu序列组，确定为所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。
较佳地，所述处理器具体用于：
在发送所述随机接入前导码之前，在从网络侧接收到的所在小区中随机接入的可用频点资源中，选择用于发起随机接入的频点，并利用所选择的频点发送所述随机接入前导码；其中，所述可用频点资源由基站eNB确定并利用系统SIB消息，通知给所述小区中的UE；所述可用频点资源包括小区中的同步子带和业务子带中的空闲频点资源以及广播子带中的频点资源。
本申请还公开了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上所述的随机接入前导码的发送方法的步骤。
本申请还公开了一种电子设备，包括如前所述的非易失性计算机可读存储介质、以及可访问所述非易失性计算机可读存储介质的所述处理器。
综上所述，本发明提出的一种随机接入前导码的发送方法和装置，系统需要预先为UE配置Zadoff-Chu序列组资源，其中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同，这样，通过使得相邻小区使用不同Zadoff-Chu序列组，即可利用Zadoff-Chu序列组区分不同小区的用户，如此，每个小区不再需要通过时间段识别本小区的随机接入用户，每个小区都可以占用一个无线帧中的所有上行时间段进行随机接入，有效扩展了每个小区可用于随机接入的时域资源，这样，可以有效缩短UE重复发送随机接入前导码所需要的时间，进而缩短了通信终端完成随机接入的时间。
附图说明
图1为随机接入前导码的时域资源配置示意图；
图2为本发明实施例的方法流程示意图；
图3为本发明实施例的当M＝8时随机接入前导码的时域资源示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明的核心思想是：利用不同的Zadoff-Chu序列组对小区进行区分，以使得每个小区都可以占用一个无线帧中的所有上行时间段进行随机接入，这样，通过扩展每个小区可用于随机接入的时域资源，可以有效缩短通信终端完成随机接入的时间。
图2为本发明实施例的方法流程示意图，如图2所示，该实施例实现的随机接入前导码的发送方法主要包括：
步骤201、用户设备UE在需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff-Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组；其中，所述Zadoff-Chu序列组资源中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同。
本步骤中，UE在需要接入系统时，需要结合本地预先保存的系统Zadoff-Chu序列组资源，根据当前所在小区的小区标识，从该Zadoff-Chu序列组资源中查找出所在小区对应的一个Zadoff-Chu序列组，以便此后在该Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源范围内，选择出用于随机接入的前导码发送给网络侧。
在实际应用中，系统Zadoff-Chu序列组资源预先由系统进行配置，在网络侧和UE侧均保存。
这里，通过确保不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；并且相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同，可以实现：利用不同的Zadoff-Chu序列组对小区进行区分。这样，每个小区不再需要通过时间段识别本小区的随机接入用户，每个小区都可以占用一个无线帧中的所有上行时间段进行随机接入，从而有效扩展了每个小区可用于随机接入的时域资源，因此，可以有效缩短UE重复发送随机接入前导码所需要的时间，进而缩短了通信终端完成随机接入的时间。
较佳地，可以将小区标识与Zadoff-Chu序列组的组编号建立映射关系，这样，UE利用小区标识，即可确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。相应地，可以采用下述方法根据所在小区的小区标识，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组：
计算所在小区的小区标识模n的结果；n为所述Zadoff-Chu序列组的数量；将组编号为所述结果的Zadoff-Chu序列组，确定为所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。
较佳地，所述Zadoff-Chu序列组资源可以包括8个Zadoff-Chu序列组，每个Zadoff-Chu序列组包括M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，M≥1。
在实际应用中，所述M可由本领域技术人员根据实际需要设置合适取值。较佳地，所述M的取值范围为：1～8。
例如，在设置Zadoff-Chu序列组资源时，可以将8×M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，分为8组，每组M个。每个小区根据小区ID模8选择对应的8组当中的一组，作为PRACH前导码的可用码资源，这样，每个小区的码资源为M个。图3为当M＝8时随机接入前导码的时域资源示意图，如图3所示，C0、C1、……、C7分别表示小区ID模8为0，1，……，7，每一个小区都占用整个无线帧的4个可用时域位置(如图中的Z1、Z2、Z3、Z4)，C0、C1……C7分别对应u值组号m＝1、2……8。
例如，根参数u值可以按照下表进行分组，组号分别是m＝1，2，……8，每组有M＝8个可用的u值。
Figure BDA0002095340280000071
对于单个通信终端来说，如果发起重复次数为4的随机接入前导码，采用现有的接入方案需要的时间是2×4个无线帧。使用上述示例，占用一个无线帧的4个位置重复4次即可。这样，通信终端完成随机接入码的发送，时间上只需要原有时间的1/8。
以一个大半径小区为例，随机接入前导码重复次数为1时，可用的循环移位值是8，每两个无线帧最多支持8个通信终端发起随机接入且不碰撞。使用上述示例后，以M＝8为例，每两个无线帧提供8个可接入时域资源，每个时域资源有8个可用u值，每个u值存在8个可用循环移位位置，所以每两个无线帧可供8*8*8＝512个通信终端发起随机接入且不碰撞。因此，相比于现有的随机接入方法，系统容量提高了64倍。
步骤202、所述UE从所述Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。
本步骤与现有系统所不同的是，UE选择随机接入前导码所基于的资源池为一个Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源，该Zadoff-Chu序列组中可能会包含多个根参数不同的Zadoff-Chu序列，这样，每个根参数的Zadoff-Chu序列可以通过循环移位得到8个随机接入前导码，从而可以增加每个无线帧中小区中可以发起随机接入的UE数量，且不碰撞。
本步骤中，随机接入前导码的具体选择方法和发送方法，同现有系统，在此不再赘述。
进一步地，发明人在实现本申请的过程中发现，现有的随机接入方案还存在小区的终端接入数量受限问题，具体分析如下：
现有系统中，每个小区的广播子带、同步子带以及业务子带是独立的子带。每个小区的广播子带作为公用子带，数量是有限制的，这样，采用现有的随机接入方案，PRACH前导码仅能使用广播子带的上行部分，相应的，通信终端可以发送随机接入前导码的子带数量也会受到限制，从而影响了小区的终端接入数量。
针对上述问题，进一步地，本实施例中将考虑通信终端不仅可以利用广播子带资源，还可以利用同步子带和业务子带中的空闲频点，来发送随机接入前导码，为此，在系统SIB消息中增加随机接入前导码可用频点指示信息，以将当前可用于发送随机接入前导码的频点资源通知给通信终端，以便充分利用系统中上行闲置的频点，这样，通过增加系统中PRACH可用的频域资源，可以有效增加小区中的终端接入数量。
较佳地，可以进一步采用下述方法实现上述目的：
基站eNB确定所述UE所在小区中随机接入的可用频点资源，并利用系统SIB消息，将所述可用频点资源通知给所述小区中的UE；所述可用频点资源包括小区中的同步子带和业务子带中的空闲频点资源以及广播子带中的频点资源；
所述UE在发送所述随机接入前导码之前，在接收到的所述可用频点资源中，选择用于发起随机接入的频点，并利用所选择的频点发送所述随机接入前导码。
与上述方法实施例相对应，本申请还公开了一种随机接入前导码的发送装置实施例，该装置设于UE中，包括：处理器，所述处理器用于：
在所述UE需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff-Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组；其中，所述Zadoff-Chu序列组资源中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同；
从所述Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。
较佳地，所述Zadoff-Chu序列组资源包括8个Zadoff-Chu序列组，每个Zadoff-Chu序列组包括M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，M≥1。
较佳地，所述处理器具体用于：
计算所在小区的小区标识模n的结果；n为所述Zadoff-Chu序列组的数量；
将组编号为所述结果的Zadoff-Chu序列组，确定为所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。
较佳地，所述处理器具体用于：
在发送所述随机接入前导码之前，在从网络侧接收到的所在小区中随机接入的可用频点资源中，选择用于发起随机接入的频点，并利用所选择的频点发送所述随机接入前导码；其中，所述可用频点资源由基站eNB确定并利用系统SIB消息，通知给所述小区中的UE；所述可用频点资源包括小区中的同步子带和业务子带中的空闲频点资源以及广播子带中的频点资源。
本申请还公开了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如上所述的随机接入前导码的发送方法的步骤。
本申请还公开了一种电子设备，包括如前所述的非易失性计算机可读存储介质、以及可访问所述非易失性计算机可读存储介质的所述处理器。
通过上述实施例可以看出是：本发明实施例提出的随机接入前导码的发送方案，通过采用码分区分不同小区，使得通信终端可以缩短随机接入前导码的发送时间；并且在相同的时间和频率资源内可以容纳更多的通信终端发起随机接入且不碰撞。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (10)

1.一种随机接入前导码的发送方法，其特征在于，包括：
用户设备UE在需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff-Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组；其中，所述Zadoff-Chu序列组资源中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同；
所述UE从所述Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述Zadoff-Chu序列组资源包括8个Zadoff-Chu序列组，每个Zadoff-Chu序列组包括M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，M≥1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所在小区的小区标识，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组包括：
计算所在小区的小区标识模n的结果；n为所述Zadoff-Chu序列组的数量；
将组编号为所述结果的Zadoff-Chu序列组，确定为所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
基站eNB确定所述UE所在小区中随机接入的可用频点资源，并利用系统SIB消息，将所述可用频点资源通知给所述小区中的UE；所述可用频点资源包括小区中的同步子带和业务子带中的空闲频点资源以及广播子带中的频点资源；
所述UE在发送所述随机接入前导码之前，在接收到的所述可用频点资源中，选择用于发起随机接入的频点，并利用所选择的频点发送所述随机接入前导码。
5.一种随机接入前导码的发送装置，设于用户设备UE中，其特征在于，包括：处理器，所述处理器用于：
在所述UE需要接入系统时，根据所在小区的小区标识和本地预先保存的系统的Zadoff-Chu序列组资源，确定所在小区对应的Zadoff-Chu序列组；其中，所述Zadoff-Chu序列组资源中不同Zadoff-Chu序列组的Zadoff-Chu序列的根参数不同；所述UE所在小区与相邻小区对应的Zadoff-Chu序列组不同；
从所述Zadoff-Chu序列组对应的随机接入前导码资源中，选择一个随机接入前导码，并利用当前无线帧的上行时间段，向基站eNB发送所选择的随机接入前导码。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述Zadoff-Chu序列组资源包括8个Zadoff-Chu序列组，每个Zadoff-Chu序列组包括M个根参数不同的Zadoff-Chu序列，M≥1。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：
计算所在小区的小区标识模n的结果；n为所述Zadoff-Chu序列组的数量；
将组编号为所述结果的Zadoff-Chu序列组，确定为所在小区对应的Zadoff-Chu序列组。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：
在发送所述随机接入前导码之前，在从网络侧接收到的所在小区中随机接入的可用频点资源中，选择用于发起随机接入的频点，并利用所选择的频点发送所述随机接入前导码；其中，所述可用频点资源由基站eNB确定并利用系统SIB消息，通知给所述小区中的UE；所述可用频点资源包括小区中的同步子带和业务子带中的空闲频点资源以及广播子带中的频点资源。
9.一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储指令，其特征在于，所述指令在由处理器执行时使得所述处理器执行如权利要求1至4中任一项所述的随机接入前导码的发送方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的非易失性计算机可读存储介质、以及可访问所述非易失性计算机可读存储介质的所述处理器。
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