行互相关。通过将RACH码元对每个根索引相关，BS可获取RACH码元以及在MS与BS之间的定时。然而，因为传统RACH码元在如前所述的本公开第一实施例中仍然被使用，所以，与RA延迟和减少UL数据容量相关的问题仍然保留。因此，本公开另一实施例提供可克服根据本公开第一实施例的UL RACH码元结构导致的问题的UL RACH时隙结构。
[0060]图4图解根据本公开实施例的示范性UL RACH时隙结构。
[0061]参照图4，UL RACH时隙400被配置以便包含与BS的Rx波束总数一样多的重复的上述UL RACH码元。例如，UL RACH时隙400的RACH码元402的长度等于两个OFDM码元的长度2 X Tfft,并且RACH码元402在UL RACH时隙400中出现5次。类-CP保护码元404被插入UL RACH时隙400以保证信号连续性，并且考虑到传输延迟，与一个OFDM码元一样长的保护时间406被插入UL RACH时隙400。
[0062]与根据本公开第一实施例配置的RACH序列相比，包含5个RACH码元402的RACH序列被分配在整个系统频带上。虽然对于RACH码元可被发送的距离存在限制，但是RACH码元在时间轴上可被配置为更短。因此，RACH码元402可在一个RACH时隙400中被重复多次。同时，根据本公开各种实施例，所考虑的无线通信系统的服务覆盖范围可为Ikm或以下。因此，面临根据本公开第二实施例的RACH时隙结构的传播距离限制没有太大关系。
[0063]图5是根据本公开第二实施例的支持RACH时隙结构的发送装置的方框图。
[0064]参照图5，发送装置500包括RACH序列生成器502、DFT处理器504、子载波映射器506、IFFT处理器508、重复器510和CP插入器512。RACH序列生成器502、DFT处理器504和CP插入器512分别以与图3所示并且与其相关地讨论的各个对应器件相类似的方式运行。因此，在这里将不再详细描述RACH序列生成器502、DFT处理器504和CP插入器512以避免冗余描述。
[0065]根据本公开第二实施例，RACH序列生成器502生成其中相同码元被重复的RACH序列，如前所述。
[0066]与图3的子载波映射器306相类似，子载波映射器506通过改变RACH子载波之间的间距来调整RACH码元的长度。例如，子载波映射器506可通过将分配给UL RACH时隙400的子载波间距减少(例如，将分配给UL RACH时隙400的子载波间距减少到一半)来增加(例如，两倍)RACH码元402的长度。根据本公开各种实施例，应考虑UL RACH时隙400中的重复模式的长度来设定RACH码元402的长度2XTfft。例如，RACH码元402出现与接收装置中Rx波束总数相同的次数，例如通过重复器510达5次。可根据重复数和RACH码元的长度而改变保护时间长度。为减轻UL数据量减少的问题，在本公开第二实施例中，UL RACH时隙只包含RACH码元，而不将RACH码元与UL数据复用。因此，RACH时隙结构被解除施加在RACH码元和UL数据码元之间的复用上的约束，即分配给UL数据码元的子载波之间的间距被设定为RACH码元的子载波间距的整数倍数。如本公开第一实施例，DFT处理器504可有选择地执行DFT。根据本公开各种实施例，如果DFT被执行，那么PAPR被降低。
[0067]图6是说明根据本公开第一实施例的UL RACH时隙结构的PAPR降低效果的图。
[0068]参照图6，根据本公开第一实施例配置的UL RACH时隙的调制(包括DFT扩展)导致在正交频分多址(OFDMA)中为单个用户使用系统带宽的全部子载波的效果。例如，发送装置将串行RACH序列转换为并行RACH信号，DFT对该并行RACH信号扩频，IFFT处理经DFT扩频的RACH信号以抵消DFT扩频效应，并将并行IFFT信号转换为串行RACH信号，因此在操作605保护间隔插入之前，在调制操作600输出与单载波系统相同类型的信号。因此，如果DFT被执行，那么根据本公开第一实施例的RACH时隙也具有低PAPR。
[0069]图7图解根据本公开第三实施例的UL RACH时隙的结构。
[0070]参照图7，根据本公开第三实施例的UL RACH时隙700被配置以便RACH码元在ULRACH时隙700中出现与接收装置的Rx波束总数相同的次数，如在本公开第二实施例中那样。例如，假定RACH码元702在UL RACH时隙700中出现5次。RACH码元702与两个OFDM码元一样长。在RACH码元702在UL RACH时隙700中出现5次之后，在UL RACH时隙700中，作为CP的保护码元704被插入以保证信号连续性，并且考虑到传输延迟，与一个OFDM码元一样长的保护时间706被设定。与本公开第二实施例相比，在本公开第三实施例中，UL RACH时隙被配置在通过划分系统带宽而得到的708a到708i每个子带中。子带708a到708?的带宽可相同或不同。在图7所示的情形中，系统带宽总共被划分为i个子带，i基于RACH序列的相关特性来确定。根据本公开各种实施例，不同MS可通过将RACH码元分配给各个子带708a到708i来配置RACH时隙。
[0071]虽然没有示出，但是根据本公开第三实施例的UL RACH时隙在图5所示的发送装置中生成。虽然在本公开第二实施例中可与系统带宽的全部子载波相对应地设计DFT处理器504，但是在本公开第三实施例中，可与形成系统带宽的每个子带的子载波相对应地设计DFT处理器504。因为多个用户使用分配给其的不同子带，所以在本公开第三实施例中，资源可依据子载波如何被分配给多个用户以分布式FDMA (DFDMA)或集中式FDMA (LFDMA)被分配给用户。在DFDMA中，输入数据的DFT输出被分布在整个带宽上，而在LFDMA中，输入数据的DFT输出被分配到连续子载波上。例如，图7中，在LFDMA中，RACH码元被分配到具有连续子载波的每个子带上。
[0072]在本公开第三实施例中，RACH序列比本公开第一实施例中短。因此，更高的功率被分配给所分配的子载波，从而扩展服务覆盖范围。而且，因为MS从多个子带中随机选择子带，所以另一 MS可能与该MS竞争相同子带。然而，相对于传统RACH时隙结构，不同用户的RACH时隙之间的冲突概率的显著降低减少了由来自相邻MS的信号引起的干扰。作为缩短后的RACH序列的结果，扩频增益可被降低。例如，折中发生在RACH序列长度和扩频增益之间。因此，可考虑到扩频增益的降低和相邻MS的信号与干扰加噪声比(SINR)而确定RACH序列的长度和子带总数。
[0073]图8图解根据本公开第四实施例的UL RACH时隙发送期间与UL RACH时隙结构相对应的Rx波束的示范性操作。
[0074]参照图8，考虑到在对应于UL RACH时隙的一个时隙800中的传输延迟，在第一和最后一个码元时间段中设置保护时间802a和802b。为便于描述，根据之前所述本公开实施例的UL RACH时隙结构，每个保护时间802a和802b的长度可被假定为等于一个OFDM码元的长度。另外，MS可被假定为发送根据本公开第三实施例的如图7所示配置的UL RACH时隙。
[0075]在这种情况下，BS可在由MS发送的UL RACH时隙中的一个RACH码元的持续时间2 X TffJ^间执行保持R夂波束的互相关。接着，BS可为UL-RACH时隙中包含的五个RACH码元顺序扫描BS的五个Rx波束。例如，BS从Rx波束#0到Rx波束M顺序切换其Rx波束。因为BS可能在&波束切换期间没有接收到信号，所以分配在图8中阴影部分的长度为T fft/8的保护间隔。因此，考虑到时隙800中用于&波束切换的阴影的保护间隔的长度和RACH码元的长度，可以改变第一和最后一个码元的长度时间(例如，保护时间802a和802b的长度)。
[0076]图9是图解根据本公开第四实施例的使用Rx波束操作的信号流的图。
[0077]参照图9，BS 900可被假定使用N个Rx波束，而MS 902被假定使用M个T x波束。
[0078]参照图9，在操作904，MS 902从BS 900接收DL SCH。MS 902接着在顺序扫描M个!^波束(例如，一个接一个顺序扫描Mf Tx波束)的同时，向BS 900发送根据本公开第一、二和三实施例配置的UL RACH时隙。
[0079]如果MS 902通过Tx波束#0发送UL RACH时隙，那么BS 900通过从R x波束#0到Rx波束# (N-1)顺序切换其R x波束来检测在T x波束#0中发送的UL RACH时隙。根据本公开第二和第三实施例之一，相同RACH码元出现与BS 900的&波束总数(例如，N次)相同的次数。因此，BS 900可在通过Tx波束#0发送的UL RACH时隙的持续时间期间通过所有&波束检测RACH码元。每次当BS 900对于一个Tx波束通过每一 Rx波束检测到RACH码元时，BS 900计算RACH码元的功率延迟分布(I3DP)，将该PDP与预定PDP阈值相