随机接入前导码配置的制作方法

随机接入前导码配置的制作方法
【专利摘要】提供一种用于选择至少一个扩展前导码的方法、装置和计算机程序产品。选择的扩展前导码满足关于循环移位专用定时不确定窗的某些标准并且支持高速度和高频率。
【专利说明】随机接入前导码配置
【技术领域】
[0001]本发明主要地涉及移动通信网络。更具体而言，本发明涉及在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入请求并且具体涉及在用户终端高速移动时该请求的前导码配置。
【背景技术】
[0002]在无线电通信网络、比如第3代合作伙伴项目(3GPP)的长期演进(LTE)或者LTE-高级(LTE-A)中，物理随机接入信道(PRACH)可以由用户设备(UE)用来请求向网络的随机接入。PRACH携带通常通过使用恒定幅度零自相关(CAZAC)波形而生成的随机接入前导码。Zadoff-Chu (ZC)序列是熟知的CAZAC序列。使用CAZAC或者ZC序列的主要益处是它们的失相周期(循环)自相关等于零。这使得更易于在接收器、如例如在基站或者在增强节点B (eNB)检测信号。
[0003]然而在具有高速度的UE存在时，若干问题与前导码检测有关。这可以是在发送UE位于高速列车中时的情况。由于缺乏在先频率偏移估计，不能应用基于频率偏移估计的补偿方法。因此重要的是提供用于可靠地配置PRACH的解决方案，使得在接收器处的前导码检测也是可靠的。

【发明内容】

[0004]本发明的实施例寻求提高前导码检测的可靠性。
[0005]根据本发明的一方面，提供一种如在权利要求1中限定的方法。
[0006]根据本发明的一方面，提供如在权利要求16和33中限定的装置。
[0007]根据本发明的一方面，提供一种如在权利要求34中限定的计算机程序产品。
[0008]在从属权利要求中定义本发明的实施例。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]在下文中，将参照实施例和附图更具体描述本发明，在附图中:
[0010]图1呈现示例无线电网络；
[0011]图2示出PRACH前导码的示例格式；
[0012]图3A示出根据一实施例的通信场景；
[0013]图3B示出根据一实施例的另一通信场景；
[0014]图4图不与如导码检测有关的延迟；
[0015]图5图示根据一实施例的与扩展前导码有关的定时不确定窗；
[0016]图6示出用于在小区专用前导码集合中应用扩展前导码的三个不同实施例；
[0017]图7示出用于选择至少一个扩展前导码的方法；以及
[0018]图8呈现用于选择至少一个扩展前导码的装置。
【具体实施方式】[0019]以下实施例为举例。虽然说明书可以在正文的若干位置引用“一”、“一个”或者“ 一些”实施例，但是这未必意味着每个弓I用是对相同实施例或者特定特征仅适用于单个实施例。也可以组合不同实施例的单独特征以提供其它实施例。
[0020]无线电通信网络、比如第3代合作伙伴项目(3GPP)的长期演进(LTE)或者LTE-高级(LTE-A)通常由至少一个基站(例如也称为收发器基站、节点B或者演进或者增强节点B)、用户设备(例如也称为用户终端和移动站)和提供朝着核心网络的互连可选网元组成。基站经由所谓无线电接口将UE连接到网络。
[0021]图1示出根据一个实施例的通信网络。如说明的那样，通信网络可以包括基站102。基站102可以向小区100提供无线电覆盖、控制无线电资源分配、执行数据和控制信令发送等。小区100可以是宏小区、微小区，或者其中存在无线电覆盖的任何其它类型的小区。另外，小区100可以根据利用的天线系统而为任何大小或者形式。
[0022]一般而言，适用于实施例的基站102可以被配置用于根据以下通信协议中的至少一个通信协议提供通信服务:全球微波接入互操作性(W1-MAX)、基于基本宽带码分多址(W-CDMA的)通用移动电信系统(UMTS)、高速分组接入(HSPA)、LTE和/或LTE-A。基站102可以附加地提供提供基于GSM (全球移动通信系统)和/或GPRS (通用分组无线电服务)的第二代蜂窝服务。然而本实施例不限于这些协议。LTE是在来自以往和当前版本的规范中、比如在版本8至10中规定的。目前正在研究版本11。
[0023]可以使用基站102以便向小区100提供无线电覆盖。基站102可以视为网络的一个通信点。基站102可以是节点B、如在LTE-A中那样的演进节点B (eNB)、无线电网络控制器(RNC)或者能够在小区100内控制无线电通信和管理无线电资源的任何其它装置。基站102也可以通过控制和分析用户终端执行的无线电信号电平测量、执行它自己的测量并且基于测量执行切换，来具有对移动性管理的影响。
[0024]为了描述的简化，假设基站是eNB。演进通用移动电信系统(UMTS)地面无线电接入网络(E-UTRAN)的部署集中于eNB 102上，E-UTRAN是LTE的空中接口。这里所有无线电功能被终结，以便使得eNB 102是用于所有与无线电有关的协议的终结点。可以配置E-UTRAN,使得例如在下行链路传输中利用正交频分多址(0FDMA)，而可以在上行链路中应用单载波频分多址(SC-FDMA)。在通信网络中的多个eNB的情况下，可以用如在LTE中规定的X2接口彼此连接eNB。
[0025]eNB 102还可以经由SI接口连接到演进分组核心(EPC)llO、更具体地连接到移动性管理实体(MME)和系统架构演进网关(SAE-GW)。MME是用于控制非接入层信令、漫游、认证、跟踪区域列表管理等这些功能的平面，而SAE-GW操纵包括分组路由和转发、E-UTRAN空闲模式分组缓冲等的用户平面功能。用户平面绕过MME平面直接通向SAE-GW。SAE-GW可以包括两个单独网关:服务网关(S-GW)和分组数据网络网关(P-GW)。MME控制在eNB与S-GW之间的隧道传输，该S-GW例如作为用于在不同eNB之间的移动性的本地锚定点。S-GW可以在eNB与P-GW之间中继数据或者如果需要则缓冲数据分组，以便在已经建立到对应eNB的适当隧道传输之后释放它们。另外，可以汇集MME和SAE-GW使得可以分配MME和SAE-GW的集合以服务于eNB集合。这意味着eNB可以连接到多个MME和SAE-GW，虽然每个用户终端一次由一个MME和/或S-GW来服务。
[0026]根据一个实施例，eNB 102可以建立与用户设备(UE) 108A至108D、比如移动用户终端、掌上计算机或者能够在移动通信网络中操作的任何其它装置的连接。也就是说，UE108A至108D可以执行与eNB 102的数据通信。
[0027]UE经常需要经由随机接入接入到网络。这一随机接入过程可以如在图3中的情况那样由在物理随机接入信道(PRACH)304上从UE 302向eNB 300发送随机接入请求来发起。在一个可能场景中，随机接入可以用于切换(HO)或者eNB发起的定时提前恢复。在这样的场景中，UE可以应用无竞争随机接入。如果在eNB 300被成功检测到，则可以经由通信链路306从eNB 300接收随机接入响应。
[0028]在图3B中描绘的另一场景中，UE 312可以经由中继节点318与eNB 310通信。在这一情况下，在UE 312与中继节点318之间的通信链路320以及在eNB 310与中继节点318之间的更多通信链路314和316 (回程链路)可以用于通信。在这一场景中，可以从中继节点318经由链路314向eNB 310发送向eNB 310的随机接入请求，并且如果成功，则在中继节点318经由链路316获得响应。这可以是例如在UE 312连接到列车中的移动中继318，并且中继节点318执行向沿着轨道的下一 eNB切换时的情况。
[0029]图2图示随机接入请求的结构。它可以由循环前缀(CP) 202、前导码序列204和防护时段206构成，该防护时段基本上是从序列204的末尾开始的未使用时间部分。防护时段206允许由在UE与eNB之间的距离所产生的在接收器(eNB)处的定时不确定。循环前缀202可以是如图2中的标号208所示的、具有某个长度的序列的末尾的重复。
[0030]序列204通常是Zadoff-Chu序列，该序列在应用于无线电信号时引起恒定幅度的电磁信号，其中当在接收器处恢复信号时包括信号的序列的循环移位版本彼此未交叉相关。尚未移位(零移位)的生成的Zadoff-Chu序列称为根序列。
[0031]在LTE版本8中，PRACH应用比正常上行链路传输更窄的子载波间距、具体为对于PRACH格式0-3为1250Hz并且对于PRACH格式4为7500Hz。正常上行链路子载波间距与PRACH子载波间距之比因此对于格式0-3为12并且对于格式4为二。然而PRACH被设计为以在与正常上行链路传输的六个物理资源块(PRB)相同的带宽中、也就是在与间距为15000Hz的72个子载波相同的带宽中相配。因此，为PRACH指定用于PRACH的某个子载波数目、具体为对于PRACH格式0-3为864并且对于PRACH格式4为144。事实上，PRACH格式0-3使用839个活跃子载波，并且PRACH格式4使用139个活跃子载波。
[0032]为了简化，考虑PRACH格式O。因而，ZC序列的长度Ne是839。在LTE版本8中，存在在每个小区中可用的ZC序列的64个前导码。可以通过获得可以在小区中广播的关于根序列的信息来找到64个序列。然后eNB和UE可以使用根序列并且具体使用根序列的不同循环移位以找到64个前导码。如果不能从一个根序列找到所有64序列，则UE和eNB从具有连续逻辑索引u的根序列寻找剩余前导码。因此，在64个前导码的集合中的前导码可以是不同Zadoff-Chu根序列或者来自一个Zadoff-Chu根序列的不同循环移位,或者其二者。
[0033]此外，在使用一个根ZC序列的不同循环移位作为前导码时，在被用作前导码的循环移位之间剩余足够数目的循环移位不使用，如在图4中用标号402。在这一实施例中，在轴400上图示ZC序列的长度Ne=839。实现在用于小区的可用前导码之间的Ncs-1个循环移位的循环移位间隔，以允许足够的窗口用于上行链路(UL)中以及下行链路(DL)中的传播延迟410并且允许适当定时估计。[0034]图4图示在发送的前导码与对应根序列的不同循环移位之间的相关。作为示例，从图4可见，从UE向eNB发送在可用前导码404、406A、406B和406C之中的前导码404。发送的前导码序列404的长度是以上提到的839。然而接收器(eNB)由于传播延迟410而在更晚时间接收到发送的前导码404。也就是说，接收的前导码408可以被视为通过另一不可用循环移位而生成的前导码。另外，由于多径传播，如图所示用延迟扩展412扩展接收的前导码408。由于传播延迟410和延迟扩展412，具有在可用循环移位之间的Nes-1个未用循环移位是有益的。这样，接收器可以至多使用整个Ks大小的窗以检测接收的前导码。eNB可以在其中尝试检测发送的前导码的窗414称为定时不确定窗，并且它与小区范围有关并且具有它自己的由Ncs限制的最大值。
[0035]然而问题可能在UE以高速度、比如500km/h行进时出现。这可以例如是在高速列车中的情况，其中通常存在视线(LoS)信号并且该信号受到高速多普勒移位。因而，也包括对于高速列车的考虑的LTE移动中继是LTE版本11的候选研究项目。具体而言，已经认识至IJ，在ZadofT-Chu序列用作前导码序列时上行链路物理随机接入信道(PRACH)前导码对频率偏移、也就是多普勒频移敏感。实质上，频率偏移可以将图4的发送的前导码序列404变换成该序列的不同循环移位。这可以减少在接收器通过与发送的前导码相关而检测到的信号能量、增加误报率(检测到根本未发送的前导码)，并且在定时估计中引起误差。
[0036]一般而言，可以在高速列车的背景中考虑两个类型的连接。在第一类型中，UE为旅客所拥有并且位于铁路车厢中。UE在这一情况下可以如图3A中所示直接连接到eNB。在第二类型中，在车厢上安装的通信设备经由无线局域网(WLAN)或者中继链路向旅客提供通信服务(如图3B中那样)。在这一情况下，具有高多普勒移位的LTE空中接口由eNB仅用于回程。
[0037]多普勒移位fD可以由-Vy/λ定义，其中Vy是源相对于接收器的速率。Vy在源和接收器彼此移开时为正并且在源和接收器移向彼此时为负。λ是发送的信号的波长并且依赖于载波频率f。。对于某些前导码序列，多普勒移位fD引起的频率偏移在为正时可以将发送的前导码序列变换成该ZC根序列的特定循环移位，并且多普勒移位fD引起的负频率偏移可以将发送的前导码序列变换成另一特定循环移位。
[0038]在一个实施例中，通过从前导码序列取得离散傅里叶变换(DFT)、将序列的获得的频域表示循环移位+1或者-1并且从获得的频域循环移位取得逆DFT (IDFT)来获得这些特定序列。等效地，可以通过向前导码序列应用循环移位+/-Ctjff来获得特定序列。Coff称为循环移位偏移并且由Ctjff=(NeH1-1)Ai给定，其中m是Ctjff为整数时的最小正整数，u是Zadoff-Chu根序列索引，并且Ne是序列长度(对于PRACH格式0_3为Ne=389)。因此，循环移位+/-Ctxff可以称为频率循环移位+/-1。
[0039]在高速模式中，在使用以上获得的特定高速模式前导码序列并且考虑以上说明的多普勒移位引起的循环移位时，可以用上至2GHz载波频率支持上至350km/h的速度。由于发送的前导码受到由于多普勒所致的循环移位，所以在接收器执行PRACH前导码检测时，最优接收器将定时不确定窗与移位的前导码匹配，并且因此通过使用所有三个循环移位(由于传播延迟所致的循环移位ACStl以及原循环移位ACStl的频率循环移位+1和-1)和对应定时不确定窗来执行检测。
[0040]为了用上至3GHz载波频率支持上至500km/h的速度，以上是不充分的。然而将高载波频率、比如3GHz考虑用于UE-eNB直接通信并且也尤其对于回程的用途。这是因为切换信令负荷不会随着小区大小缩减而显著增加，因为高速连接数目小。
[0041]因此，在一个实施例中，选择来自Zadoff-Chu根序列的循环移位序列的至少一个扩展前导码，其中将在上行链路随机接入请求中使用选择的至少一个扩展前导码，并且每个选择的扩展前导码是与循环移位专用定时不确定窗对应的所选循环移位的结果，循环移位专用定时不确定窗各自具有预定义长度。每个扩展前导码的循环移位专用定时不确定窗
包括至少一个第一窗-该第一窗包括至少选择的循环移位、分别与第一窗的频率循环移
位+1或者-1对应的第二窗和第三窗以及分别与第一窗的频率循环移位+2或者-2对应的第四窗和第五窗。频率循环移位+/-2等于+/_2C()ff。更多标准可以是:选择的扩展前导码的以上提到的循环移位专用定时不确定窗中的任何定时不确定窗未相互重叠或者未与使用相同ZadofT-Chu根序列的任何其它前导码的任何定时不确定窗重叠。
[0042]其它前导码可以是可以选择并且在随机接入请求中使用的扩展前导码或者非扩展前导码。非扩展前导码代表如下前导码，该前导码未满足与定时不确定窗有关的所有以上标准。因此，非扩展前导码的选择更自由。例如在选择非扩展前导码时，至少第四窗和第五窗可以未被包括在定时不确定窗中。非扩展前导码的示例包括来自LTE的版本8的正常前导码和高速前导码。扩展前导码也可以称为扩展高速前导码或者专用前导码，以区别于来自LTE的版本8的正常前导码或者正常高速前导码。
[0043]应当注意，在选择扩展前导码中为了避免重叠而考虑的其它前导码的定时不确定窗可以包括所有五个定时不确定窗(因此，其它前导码是扩展前导码)。备选地，它可以仅包括第一窗、或者第一、第二和第三定时不确定窗(因此，其它前导码为非扩展前导码)。这可以是例如在扩展前导码在中继节点与eNB之间用来支持回程以及防止其它前导码用于具有在预定限制、比如360km/h以上的速度的高速列车时的情况。
[0044]即使通常使用64个前导码，选择扩展前导码仍然可以包括选择任何数目的扩展前导码，而未必是64个。
[0045]在图5中示出避免定时不确定窗的重叠。图5图示在发送的前导码与对应根序列的不同循环移位之间的相关。假设发送的前导码500如图4中说明和示出的那样受到传播延迟，该传播延迟使接收的前导码502从发送的前导码被循环移位。即使在用来减轻高多普勒fD的频率循环移位(FCS)如在轴521上所示为零时，这仍然适用。
[0046]在接收器处的检测中，应用定时不确定窗504。在FCS为-2时，如在轴522上所示，高多普勒移位将发送的前导码500变换成相同ZC根序列的另一循环移位。用参考标号506描绘这一改变。作为结果，接收器需要也对于定时不确定窗508执行检测。在FCS为-1时，如在轴524上所示，经历的多普勒移位将发送的前导码500变换成相同ZC根序列的另一循环移位。用参考标号510描绘这一改变。作为结果，接收器需要也对于定时不确定窗512执行检测。
[0047]在FCS为+2时，如在轴526上所示，高多普勒移位将发送的前导码500变换成相同ZC根序列的另一循环移位。用参考标号514描绘这一改变。作为结果，接收器需要也对于定时不确定窗516执行检测。在FCS为+1时，如在轴528上所示，经历的多普勒移位将发送的前导码500变换成相同ZC根序列的另一循环移位。用参考标号518描绘这一改变。作为结果，接收器需要也对于定时不确定窗520执行检测。[0048]在图5的不例中，定时不确定窗504可以视为第一窗，定时不确定窗516可以视为第二窗，定时不确定窗512可以视为第三窗，定时不确定窗520可以视为第四窗，并且定时不确定窗508可以视为第五窗。如图所示，第一窗包括与然后将发送的所选扩展前导码500对应的所选循环移位。在一个实施例中，第一窗从与发送的扩展前导码500对应的循环移位开始。定时不确定窗504 (=第一窗)具有充分长度以覆盖由于传播延迟所致的预计循环移位。
[0049]在第二定时不确定窗中包括的窗元素(=循环移位)是在第一窗中包括的元素(=循环移位)的频率循环移位+1。因此，第二窗是第一窗的频率循环移位+1。以相同方式生成第三、第四和第五窗。
[0050]从图5也清楚，可以选择前导码500作为扩展前导码，因为五个窗504、508、512、516和520无一重叠。也假设这些窗无一与使用相同Zadoff-Chu根序列的任何其它前导码的任何定时不确定窗重叠。正如所言，仅这些特定扩展前导码可以被考虑用于高载波频率、高多普勒场景。在前导码的检测中非扩展前导码没有提供充分可靠性。
[0051]在一个实施例中，为了允许与传播延迟有关的循环移位，可用于在生成扩展前导码时使用的循环移位数目有限。在一个实施例中，每个定时不确定窗的长度等于在可用于选择扩展前导码的循环移位之间的循环移位间隔Ncs。这是为了允许用于检测延迟前导码的充分定时差，而不会检测用相邻ZC根序列生成的任何其它前导码。该间隔例如依赖于小区范围。
[0052]在一个实施例中，选择的循环移位的频率循环移位+1、_1、+2或者-2分别由循环移位偏移+c。、-coff> +Zctjff或者-Zctjff给定,其中Ctxff=(NeIi1-1)Ai,其中Ne是扩展前导码的长度，u是Zadoff-Chu根序列索引，并且m是Coff为整数时的最小正整数。
[0053]在一个实施例中，测试可用于在生成扩展前导码时使用的不同循环移位中的任何循环移位是否满足与循环移位专用定时不确定窗有关的要求。然后可以在生成选择的至少一个扩展前导码时应用满足以上要求的循环移位中的至少一个循环移位。可以按连续顺序、例如从循环移位O开始的每Nes个循环移位或者根据对应代数表达式，来完成测试。UE或者eNB为了形成扩展前导码集合而需要的信息可以包括根序列索引u和循环移位偏移C0ff。
[0054]在一个实施例中，UE和eNB可以获得如下知识:小区将被配置为使得可以通过接收如下信息来使用扩展前导码，该信息通知将选择至少一个扩展前导码。可以使用用于这一用途的具体标志。因而，UE和eNB 二者都知道扩展前导码可供使用并且用于选择的标准为UE和eNB 二者都是已知的。该信息可以在小区中由无线电网络控制器等广播。
[0055]在如图6A中所示一个实施例中，可用于在上行链路随机接入中使用的小区专用前导码序列的集合仅包括选择的至少一个扩展前导码。在一个实施例中，如图6A中用参考标号600所示，存在可用于在小区中使用的64个前导码。可以通过考虑关于五个定时不确定窗的要求来选择集合中的每个前导码，因此每个前导码都是扩展前导码。这有利于使得eNB无需被配置用于例如还检测LTE的版本11的正常前导码或者高速前导码。版本11的UE也无需估计它的速度并且相应地选择前导码类型。因此，这一实施例允许小区和接收器的简化配置以及UE的简化操作。接收器无需担心任何非扩展前导码。如果被配置用于扩展高速模式，则小区仅对于能够确定扩展前导码的UE可用。[0056]在一个实施例中，UE或者eNB选择多个扩展前导码并且将它们划分成至少两个集合，其中为无竞争随机接入保留至少一个集合并且为基于竞争的随机接入保留至少一个其它集合。可以例如在切换(HO)期间向特定UE分配无竞争随机接入前导码集合。这些前导码也可以称为专用前导码。在图6中，用右斜对角线示出专用前导码。基于竞争的随机接入前导码可以由小区中的任何UE使用。这些前导码可以称为非专用前导码。
[0057]在另一实施例中，如图6B中所示，可用于在上行链路随机接入中使用的小区专用前导码序列的集合包括选择的至少一个扩展前导码和至少一个非扩展前导码。在选择至少一个非扩展前导码时，至少第四窗和第五窗未被包括在定时不确定窗中。另外，在选择非扩展前导码时，也可以忽略第二和第三窗。因此，非扩展前导码可以是任何前导码:不同Zadoff-Chu序列或者来自相同Zadoff-Chu根序列的不同循环移位。因此，非扩展前导码未满足关于五个定时不确定窗的所有标准。非扩展前导码可以例如是来自LTE的版本8的正常前导码或者高速前导码。
[0058]在图6B中示出这一实施例具有小区专用前导码集合中的64个前导码作为示例。用参考标号602示出扩展前导码，而用参考标号604示出非扩展前导码。
[0059]在一个实施例中，选择多个非扩展前导码604，并且为无竞争随机接入保留选择的至少一个扩展前导码602中的至少一个扩展前导码(专用前导码)。在一个实施例中，小区的专用前导码仅包括扩展前导码602，而在另一实施例中，如图6B中所示，仅部分的专用前导码(右斜对角线)是扩展前导码602，而剩余专用前导码为非扩展前导码。在后一个实施例中，可以将多个选择的非扩展前导码604划分成至少两个集合，其中为无竞争随机接入保留至少一个集合(右斜对角线)并且为基于竞争的接入保留至少一个其它集合。
[0060]其中扩展前导码602仅覆盖专用前导码的部分的实施例的益处是它允许与LTE的先前版本向后兼容。作为这一有利情况的又一实施例，可以将例如64个前导码的前导码集合划分成四组。前两组是基于竞争的前导码。第三组包含可以与所有UE使用的专用前导码(右斜对角线)(非扩展前导码604)，并且第四组是包括选择的扩展前导码602的专用前导码(右斜对角线)。第三和第四组可以(至少部分)共享相同Zadoff-Chu根序列。这是因为eNB控制专用前导码的使用并且因此可以避免冲突。换而言之,eNB可以避免为LTE的先前版本的UE分配扩展前导码。在一个实施例中，获得与将会选择的扩展前导码的数目有关的信息。可以经由在小区中的广播或者经由更高层信令获得这一信息。备选地，可以向能够操纵扩展前导码的所有UE多播该信息。换而言之，向系统信息添加RACH参数用于告知UE存在多少前导码用于扩展高速模式。如果参数的值为N，则UE将用非扩展前导码相关的要求(例如通过使用版本8定义)确定前64-N个前导码，并且通过考虑扩展约束来获得后N个前导码，由此获得N个扩展高速前导码。
[0061]在如图6C中所示一个实施例中，可用于在上行链路随机接入中使用的小区专用前导码序列包括两个单独集合:仅包括至少一个非扩展前导码的第一集合606，其中在选择至少一个非扩展前导码时，至少第四窗和第五窗未被包括在定时不确定窗中；以及仅包括至少一个扩展前导码的第二集合608。非扩展前导码可以例如是LTE的版本8的正常前导码或者高速前导码。除了忽略第四和第五窗(以获得LTE的高速前导码)之外，也可以忽略第二和第三窗(以获得LTE的正常前导码)。
[0062]在一个实施例中，第一集合的大小为64个前导码，而第二集合的大小(用X表示)可以是64或者更小。因此，可用于在上行链路随机接入中使用的小区专用前导码序列可以包括64+X个前导码。由于小区专用集合包含扩展前导码和非扩展前导码二者，所以系统与LTE的先前版本向后兼容。换而言之，在例如具有更低速率的列车穿过小区时，遗存终端能够发现有效PRACH配置并且连接到小区(而无需重新配置小区)。
[0063]在如图6C中所示一个实施例中，仅为无竞争随机接入保留包含扩展前导码的第二集合608 (专用前导码，用右斜对角线示出)。因此，所有扩展前导码为专用前导码。在该情况下，知道第二集合608的UE将使用第一前导码集合606以用于基于竞争的随机接入。然而在另一实施例中，第二集合也可以包括为无竞争随机接入而保留的至少一个扩展前导码和为基于竞争的随机接入而保留的至少一个扩展前导码。
[0064]根据LTE的先前版本的定义，可以向用标识、如例如适当偏移的随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)寻址的单个DL响应消息(随机接入过程的消息2)收集在相同频率和时间资源中观测到的对来自集合606的前导码的响应。在UE发送前导码时，它对来自前导码的所用频率和时间资源的RA-RNTI进行计数并且尝试在可以是若干子帧长的窗以内、在物理下行控制信道(PDCCH)上寻找用RA-RNTI寻址的DL分配。在物理下行链路共享信道(PDSCH)上发送的响应消息指示已经观测到64个前导码中的哪些前导码。
[0065]在一个实施例中，修改响应消息格式用于容纳对于来自集合606和608的前导码二者的响应。响应消息的部分符合更早版本，但是除此以外也可以有用于对来自第二集合608的前导码的响应的如下空间，更早版本的UE可以将该空间视为填充。从前导码的资源单元到RA-RNTI的版本8映射可以与所有前导码一起使用。
[0066]因此，在一个实施例中，为第一集合606和为第二集合608定义从资源单元到标识符、比如到RA-RNTI的不同映射，以便分离对于第一集合606的前导码和对于第二集合608的前导码的响应。一种可能方式是定义偏移，使得来自集合606和608的前导码的RA-RNTI区域不发生重叠。则消息2的版本8定义可以与所有前导码一起使用。
[0067]在一个实施例中，在与携带从第二集合608选择的前导码序列的随机接入请求不同的资源单元中(例如不同子帧中)发送携带从第一集合606选择的前导码序列的随机接入请求。从前导码的资源单元到RA-RNTI的版本8映射和消息2的版本8定义可以与所有前导码一起使用。这一选项保证避免冲突而又允许相同序列用于第一集合606和第二集合608 二者。
[0068]在一个实施例中，为了允许在与携带从第二集合608选择的前导码序列的随机接入请求相同的资源单元中发送携带从第一集合606选择的前导码序列的随机接入请求,可以向第二集合608和向第一集合606为基于竞争的随机接入而保留的非扩展前导码应用不同Zadoff-Chu根序列。
[0069]在一个实施例中，第二集合608和第一集合606的专用前导码可以(至少部分)共享相同Zadoff-Chu序列，因为eNB控制专用前导码的使用并且因此可以避免冲突。
[0070]在一个实施例中，接收携带前导码序列的随机接入请求。该接收可以例如发生在eNB。因而，接收器可以将接收的随机接入请求与预计的至少一个扩展前导码相关以便检测接收的前导码序列，其中对于循环移位专用定时不确定窗中的每个窗执行该相关。预计的前导码可以是选择的扩展前导码或者选择的扩展前导码小区专用集合的任何前导码。换而言之，在接收器中，可以将每天线的接收的信号与小区专用前导码集合中的每个ZC根序列相关。通常为序列的所有循环移位提供相关结果。为了检测扩展前导码，利用用于所有五个定时不确定窗的相关结果。
[0071]例如在高速UE经由中继与eNB通信或者通过高速列车中的WLAN通信的情况下，如图3B中所示，eNB 310可以向UE 312或者向中继节点318发送选择的移动专用扩展前导码的信息。扩展前导码仅用于回程链路。经由UE专用(或者中继专用)更高层信令配置适合于扩展高速随机接入的单个前导码。更高层信令可以例如是从目标小区经由源小区向UE 312转发的切换命令。更高层信令可以包含定义Zadoff-Chu根序列索引的参数和适当循环移位。通过知道这些，接收器可以生成UE专用前导码。然后可以在PRACH资源上发送(在需要随机接入时)分配的前导码，并且然后可以经由物理下行链路控制信道(PDCCH)向对应消息2 (随机接入响应)分配与UE 312对应的适当标识符。
[0072]在分配UE专用扩展前导码时，eNB 310必须保证扩展前导码的定时不确定窗未与小区专用前导码集合的定时不确定窗中的任何定时不确定窗重叠。在一个实施例中，这通过向UE 312分配未向小区专用前导码集合包括的Zadoff-Chu根序列来实现。
[0073]在五个定时不确定窗(而不是更少定时不确定窗)被用于前导码检测时，这意味着ZadofT-Chu序列的更小部分适合于生成扩展前导码，并且因此需要更大数目的Zadoff-Chu序列以例如包括64个前导码的集合。出于这一原因，在一个实施例中，仅使用扩展前导码作为专用前导码。这是尤其适合于回程链路的解决方案，因为在切换中主要使用专用前导码并且不可能以500km/h的高速度初始化回程链路。
[0074]在图7中描绘用于选择至少一个扩展前导码的方法。该方法在步骤700中开始。在步骤702中，选择来自Zadoff-Chu根序列的循环移位序列的至少一个扩展前导码，其中将在上行链路随机接入请求中使用选择的至少一个扩展前导码，其中每个选择的扩展前导码是与各自具有预定义长度的循环移位专用定时不确定窗对应的所选循环移位的结果，其中每个扩展前导码的循环移位专用定时不确定窗包括至少一个第一窗一该第一窗至少包括选择的循环移位、分别与第一窗的频率循环移位+1或者-1相对应的第二窗和第三窗，以及分别与第一窗的频率循环移位+2或者-2相对应的第四窗和第五窗，并且选择的扩展前导码的循环移位专用定时不确定窗中的任何定时不确定窗未相互重叠或者未与使用相同Zadoff-Chu根序列的任何其它前导码的任何定时不确定窗重叠。该方法在步骤704中结束。
[0075]在图8中示出根据实施例的装置的非常通用的架构。图8仅示出为了理解根据实施例的装置而需要的单元和功能实体。为了简化而已经省略其它部件。单元和功能实体的实施可以不同于图8中所示实施。图8中所示连接是逻辑连接，并且实际物理连接可以不同。连接可以是直接或者间接的，并且可以仅有在部件之间的功能关系。本领域技术人员清楚，该装置也可以包括其它功能和结构。
[0076]用于选择扩展前导码的装置800可以包括处理器802。可以用具有在计算机可读介质上嵌入的适当软件的单独数字信号处理器或者用单独逻辑电路、比如专用集成电路(ASIC)实施处理器802。处理器802可以包括用于提供通信能力的接口、比如计算机端口。处理器802可以例如是双芯处理器或者多芯处理器。
[0077]装置800可以包括连接到处理器802的存储器804。然而存储器也可以集成到处理器802，因此可以无需存储器804。存储器可以用来存储选择的扩展前导码(序列)并且存储在确定定时不确定窗时需要的和用于选择扩展前导码的信息，比如ZC根序列索引U、循环移位偏移Ctjff、待生成的前导码的数目如64、前导码序列的长度Ne如839、循环移位间隔
Ncs 等。
[0078]装置800还可以包括收发器(TRX)806。TRX 806还可以连接到实现向和从空中接口连接的一个或者多个天线808。装置800例如可以使用TRX 806以在装置800是用户终端时发送前导码、接收前导码响应并且接收UE专用扩展前导码，在装置800是eNB时接收前导码、发送前导码并且发送UE专用扩展前导码。
[0079]处理器802可以包括用于根据先前提到的标准选择扩展前导码的前导码生成电路装置810。处理器802可以包括用于执行以下任务中的至少一个任务的无线电控制电路装置812:无线电管理、在定时不确定窗通过相关来接收信号、与传播延迟有关的处理、无线电信道测量和功率控制等。
[0080]如在本申请中所用，术语“电路装置”指代所有以下各项:(a)仅硬件的电路实现方式、比如在仅模拟和/或数字电路装置中的实现方式以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合、比如(如适用):(i)处理器组合或者(ii)处理器/软件的部分(包括数字信号处理器、软件和存储器，它们一起工作以使装置执行各种功能)以及(C)电路、比如微处理器或者微处理器的部分，这些电路需要软件或者固件用于操作、即使该软件或者固件未物理上存在。。
[0081]“电路装置”的这一定义适用于这一术语在本申请中的所有使用。作为又一示例，如在本申请中所用，术语“电路装置”也将覆盖仅一个处理器(或者多个处理器)或者处理器的部分及其附带软件和/或固件的实现方式。术语“电路装置”例如并且如果适用于特定单元则也将覆盖用于移动电话的基带集成电路或者应用处理器集成电路或者服务器、蜂窝网络设备或者另一网络设备中的相似集成电路。
[0082]在另一实施例中，装置800是用户终端。
[0083]在另一实施例中，装置是基站、比如eNB。
[0084]在又一实施例中，装置800是经由回程链路与eNB通信的中继节点。
[0085]这里描述的技术和方法可以通过各种手段来实施。例如可以在硬件(一个或者多个设备)、固件(一个或者多个设备)、软件(一个或者多个模块)或者其组合来实施这些技术。对于硬件实现方式，可以在一个或者多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计用于执行这里描述的功能的其它电子单元或者其组合内实施图8的装置。对于软件或者固件，可以通过至少一个芯片组的模块(例如过程、函数等)实现该实现方式，这些模块执行这里描述的功能。软件代码可以存储于存储器单元中并且由处理器执行。可以在处理器内或者在处理器外部实施存储器单元。在后一种情况下，它可以经由如本领域已知的各种手段通信地耦合到处理器。此外，如本领域技术人员将理解的那样，这里描述的系统的部件可以被重新布置和/或由附加部件补充以便有助于实现与它们有关描述的各种方面等，并且它们不限于在给定的附图中阐述的精确配置。
[0086]因此，根据一个实施例，该装置包括用于执行与图1至图7有关的任务中的任何任务的处理装置。处理装置可以被配置用于执行与图1至图7有关的任务中的任何任务。该装置也可以包括用于执行与图1至图7有关的任务中的任何任务的其它装置。[0087]可以在根据本发明的实施例的装置中实施本发明的实施例为计算机程序。计算机程序包括用于执行用于选择扩展前导码的计算机过程的指令。在装置中实施的计算机程序可以执行、但是不限于与图1-图7有关的任务。
[0088]计算机程序可以存储于计算机或者处理器可读的计算机程序分布介质上。计算机程序介质可以例如是但不限于电、磁、光学、红外线或者半导体系统、设备或者传输介质。计算机程序介质可以包括以下介质中的至少一种介质:计算机可读介质、程序存储介质、记录介质、计算机可读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程只读存储器、计算机可读软件分发包、计算机可读信号、计算机可读电信信号、计算机可读印刷介质和计算机可读压缩软件包。
[0089]即使以上已经根据附图参照示例描述本发明，但是清楚的是本发明并不限于此而是可以在所附权利要求书的范围内用若干方式加以修改。另外，本领域技术人员清楚的是描述的实施例可以、但并不必须以各种方式与其它实施例组合。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 从ZadofT-ChU根序列的循环移位序列选择至少一个扩展前导码，其中选择的至少一个扩展前导码将在上行链路随机接入请求中使用，并且每个选择的扩展前导码是选择的循环移位的结果，所述选择的循环移位与各自具有预定义长度的循环移位专用定时不确定窗相对应，其中: 每个扩展前导码的所述循环移位专用定时不确定窗包括:至少一个第一窗，包括至少所述选择的循环移位；一个第二窗和一个第三窗，分别与所述第一窗的频率循环移位+1或者-1相对应；以及一个第四窗和第一第五窗，分别与所述第一窗的频率循环移位+2或者-2相对应；以及 所述选择的扩展前导码的所述循环移位专用定时不确定窗中的任何定时不确定窗未相互重叠或者未与使用相同ZadofT-Chu根序列的任何其它前导码的任何定时不确定窗重叠。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个定时不确定窗的长度等于在可用于选择所述扩展前导码的循环移位之间的循环移位间隔。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括: 测试可用于在生成所述扩展前导码时使用的不同循环移位中的任何循环移位是否满足与所述循环移位专用定时不确定窗有关的要求；以及 在生成所述选择的至少一 个扩展前导码时应用满足上述要求的所述循环移位中的至少一个循环移位。
4.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的方法，其中选择的循环移位的频率循环移位+1、-1、+2或者_2分别由循环移位偏移+Cf、-coff > +Zctjff或者-Zctjff给定,其中Ctjff=(NeIi1-1)Ai,其中Ne是所述扩展前导码的长度，u是Zadoff-Chu根序列索引，并且m是Ctjff为整数时的最小正整数。
5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，还包括: 接收通知将选择至少一个扩展前导码的信息。
6.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，其中可用于在所述上行链路随机接入中使用的所述小区专用前导码序列集合仅包括所述选择的至少一个扩展前导码。
7.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，其中可用于在所述上行链路随机接入中使用的所述小区专用前导码序列集合包括所述选择的至少一个扩展前导码和至少一个非扩展前导码，其中在选择所述至少一个非扩展前导码时，在所述定时不确定窗中至少未包括所述第四窗和所述第五窗。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括: 选择多个非扩展前导码； 为无竞争随机接入保留至少一个选择的扩展前导码；以及 将多个选择的非扩展前导码划分成至少两个集合，其中为所述无竞争随机接入保留至少一个集合并且为基于竞争的随机接入保留至少一个其它集合。
9.根据权利要求7至8中的任一权利要求所述的方法，还包括: 获得与将要选择的所述扩展前导码的数目有关的信息。
10.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，其中可用于在所述上行链路随机接入中使用的小区专用前导码序列包括两个单独集合:仅包括至少一个非扩展前导码的第一集合，其中在选择所述至少一个非扩展前导码时，在所述定时不确定窗中至少未包括所述第四窗和所述第五窗；以及仅包括所述至少一个扩展前导码的第二集合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中仅为无竞争随机接入保留所述第二集合。
12.根据权利要求10至11中的任一权利要求所述的方法，还包括执行以下操作中的至少一个操作: 向所述第二集合和向所述第一集合的为基于竞争的随机接入而保留的所述非扩展前导码应用不同Zadoff-Chu根序列，以便允许在与携带从所述第二集合选择的前导码序列的随机接入请求相同的资源单元中发送携带从所述第一集合选择的前导码序列的随机接入请求，以及 在与携带从所述第二集合选择的前导码序列的所述随机接入请求不同的资源单元中发送携带从所述第一集合选择的前导码序列的所述随机接入请求。
13.根据权利要求10至11中的任一权利要求所述的方法，还包括: 为所述第一集合和为所述第二集合定义从资源单元到标识符的不同映射，以便分离针对所述第一集合和所述第二集合的前导码的响应。
14.根据权利要求1至11中的任一权利要求所述的方法，还包括: 接收携带前导码序列的随机接入请求；以及 将接收的请求与预计的至少一个扩展前导码相关，以便检测所述接收的前导码序列，其中对于所述循环移位专用定时不确定窗中的每个窗执行所述相关。
15.根据权利要求 1至5中的任一权利要求所述的方法，还包括: 向移动终端或者向中继节点发送选择的移动专用扩展前导码的信息。
16.一种装置,包括: 至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用于与所述至少一个处理器使所述装置至少: 从ZadofT-Chu根序列的循环移位序列选择至少一个扩展前导码，其中选择的至少一个扩展前导码将在上行链路随机接入请求中使用，并且每个选择的扩展前导码是选择的循环移位的结果，所述选择的循环移位与各自具有预定义长度的循环移位专用定时不确定窗相对应，其中: 每个扩展前导码的所述循环移位专用定时不确定窗至少包括:至少一个第一窗，至少包括至少所述选择的循环移位；一个第二窗和一个第三窗，分别与所述第一窗的频率循环移位+1或者-1相对应；以及一个第四窗和一个第五窗，分别与所述第一窗的频率循环移位+2或者-2相对应；以及 所述选择的扩展前导码的所述循环移位专用定时不确定窗中的任何定时不确定窗未相互重叠或者未与使用相同ZadofT-Chu根序列的任何其它前导码的任何定时不确定窗重叠。
17.根据权利要求16所述的装置，其中每个定时不确定窗的长度等于在可用于选择所述扩展前导码的循环移位之间的循环移位间隔。
18.根据权利要求17所述的装置，其中还使所述装置: 测试可用于在生成所述扩展前导码时使用的不同循环移位中的任何循环移位是否满足与所述循环移位专用定时不确定窗有关的要求；以及 在生成所述选择的至少一个扩展前导码时应用满足上述要求的所述循环移位中的至少一个循环移位。
19.根据权利要求16至18中的任一权利要求所述的装置，其中选择的循环移位的频率循环移位+1、_1、+2或者-2分别由循环移位偏移+Ctxff、-coff> +2coff或者-Zctjff给定，其中Ctjff=(NeIi1-1)Ai,其中Ne是所述扩展前导码的长度，u是Zadoff-Chu根序列索引，并且m是Ctjff为整数时的最小正整数。
20.根据权利要求16至19中的任一权利要求所述的装置，其中还使所述装置: 接收通知将选择至少一个扩展前导码的信息。
21.根据权利要求16至20中的任一权利要求所述的装置，其中可用于在所述上行链路随机接入中使用的所述小区专用前导码序列集合仅包括所述选择的至少一个扩展前导码。
22.根据权利 要求16至20中的任一权利要求所述的装置，其中可用于在所述上行链路随机接入中使用的所述小区专用前导码序列集合包括所述选择的至少一个扩展前导码和至少一个非扩展前导码，其中在选择所述至少一个非扩展前导码时，在所述定时不确定窗中至少未包括所述第四窗和所述第五窗。
23.根据权利要求22所述的装置，其中还使所述装置: 选择多个非扩展前导码； 为无竞争随机接入保留至少一个选择的扩展前导码；以及 将多个选择的非扩展前导码划分成至少两个集合，其中为所述无竞争随机接入保留至少一个集合并且为基于竞争的随机接入保留至少一个其它集合。
24.根据权利要求22至23中的任一权利要求所述的装置，其中还使所述装置: 获得与将要选择的所述扩展前导码的数目有关的信息。
25.根据权利要求16至20中的任一权利要求所述的装置，其中可用于在所述上行链路随机接入中使用的小区专用前导码序列包括两个单独集合:仅包括至少一个非扩展前导码的第一集合，其中在选择所述至少一个非扩展前导码时，在所述定时不确定窗中至少未包括所述第四窗和所述第五窗；以及仅包括所述至少一个扩展前导码的第二集合。
26.根据权利要求25所述的装置，其中仅为无竞争随机接入保留所述第二集合。
27.根据权利要求25至26中的任一权利要求所述的装置，其中还使所述装置执行以下操作中的至少一个操作: 向所述第二集合和向所述第一集合的为基于竞争的随机接入而保留的所述非扩展前导码应用不同Zadoff-Chu根序列，以便允许在与携带从所述第二集合选择的前导码序列的随机接入请求相同的资源单元中发送携带从所述第一集合选择的前导码序列的随机接入请求，以及 在与携带从所述第二集合选择的前导码序列的所述随机接入请求不同的资源单元中发送携带从所述第一集合选择的前导码序列的所述随机接入请求。
28.根据权利要求25至26中的任一权利要求所述的装置，其中还使所述装置: 为所述第一集合和为所述第二集合定义从资源单元到标识符的不同映射，以便分离针对对于所述第一集合和所述第二集合的所述前导码的响应。
29.根据权利要求16至26中的任一权利要求或者权利要求28所述的装置，其中还使所述装置: 接收携带前导码序列的随机接入请求；以及 将接收的请求与预计的至少一个扩展前导码相关，以便检测所述接收的前导码序列，其中对于所述循环移位专用定时不确定窗中的每个窗执行所述相关。
30.根据权利要求16至20中的任一权利要求所述的装置，其中还使所述装置: 向移动终端或者向中继节点发送选择的移动专用扩展前导码的信息。
31.根据权利要求16至26或者28至30中的任一权利要求所述的装置，其中在基站中包括所述装置。
32.根据权利要求16至27中的任一权利要求所述的装置，其中在用户终端中包括所述装置
33.一种装置，包括用于执行根据权利要求1至15中的任一权利要求所述的方法的处理装置。
34.一种在计算机可读的分布介质上实现的并且包括程序指令的的计算机程序产品，所述程序指令在加载到装置中时执行根据权利要求1至15中的任一权利要求所述的方法。
【文档编号】H04J13/14GK103444110SQ201180069543
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年3月25日 优先权日:2011年3月25日
【发明者】K·J·霍里, E·T·蒂罗拉, K·P·帕瑞科斯基, J·科尔奥南 申请人:诺基亚西门子网络公司