专利名称：一种在随机接入过程中发送接入前缀的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在无线通信系统中终端的接入技术，特别涉及一种在随机接入过程中发送接入前缀的方法及装置。
背景技术：
无线通信系统都需要为一定数量的终端提供通信服务，这些终端分散在无线通信系统的不同基站覆盖范围内。当终端要进行通信时，首先需要向所属基站发起随机接入过程，因此，随机接入技术在各种类型的无线通信系统中都占有重要的地位。
在随机接入过程中，首先需要终端通过随机接入信道发送接入前缀给所属基站，用于请求实现与所属基站的上行同步，可以包括表示随机标识(ID)和其他信息等的签名序列；然后终端根据所属基站发送的定时信息与所属基站进行上行同步后，再发送接入请求消息，该消息用于请求建立终端与所属基站之间的业务信道链路。
接入前缀又称为接入探针。
接入前缀的设置需要考虑基站捕获该接入前缀的难易程度。除了接入前缀所包含的签名序列类型外，接入前缀占用的时域长度对基站捕获的难易程度也有一定影响。这是因为，在任意单位时间内，终端用于发送接入前缀的发射最大功率是有限的，只有通过时域上的积累，才能获得较大的易于基站捕获该接入前缀的检测能量。因此，占用较长时域长度的接入前缀能够获得较大的检测能量，有利于基站对接入前缀的捕获；占用较短时域长度的接入前缀获得较小的检测能量，在随机接入信道质量较差的情况下，基站对该接入前缀的捕获较难。
另一方面，基站在捕获占用较多时域长度的接入前缀时，需要较长的时间，即只有接收到所有与接入前缀相关的时频资源后，才能完成捕获。例如，在正交频分复用(OFDM)系统中，某个接入前缀占了3个物理帧，基站只有接收到这3个物理帧后，才算完成该接入前缀的捕获。相应地，基站在捕获占用较少时域长度的接入前缀时，需要较少的时间。因此，对于占用不同时域长度的接入前缀，各有优点，适合不同的随机接入情况。
图1为现有技术接入前缀的结构示意图，根据终端所在小区的大小设置了三种不同时域长度的接入前缀。
当终端当前所在的小区较小时，比如小区的半径小于13公里，使用第一列的接入前缀，该接入前缀占用一个子帧；当终端当前所在的小区较大时，比如小区的半径大于13公里小于28公里时，使用第二列的接入前缀，占用两个子帧，接入前缀所包含的信息，如签名序列等重复了一次；当终端当前所在的小区大时，比如小区的半径大于28公里时，使用第三列的接入前缀，占用三个子帧，接入前缀所包含的信息重复了两次。在随机接入信道发送接入前缀之后，还设置有保护时间，该保护时间也是随着小区的增大而增大。
采用这个方式设置接入前缀的好处是对于小的小区，有较短的随机接入周期，接入前缀占用的时域长度较短。小的小区通常是比较繁忙的小区，这些小区内分布了较多的终端，较短的随机接入周期以及占用较短的时域长度，有利于多个终端的频繁随机接入，保证小区内终端随机接入的效率。对于大的小区，位于小区边缘的终端离基站较远，终端发送的接入前缀有较大的路径损耗，接入前缀占用较长的时域长度能够增大检测能量，有利于抵消路径损耗的影响，提高基站捕获接入前缀的能力。大的保护时间也可以使基站在上行同步搜索时容忍较大的同步误差，有利于小区边缘的终端的随机接入同步。
但是采用这个方式也存在着缺点对于较大或大的小区，接入前缀占用较长的时域长度有利于小区边缘的离该小区基站较远的终端的随机接入，但对于该小区中离该小区基站较近的终端，则不必要，如果采用占用较长的时域长度的接入前缀，不仅浪费小区内的时频资源，而且还延长随机接入的时间，降低随机接入的效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在随机接入过程中发送接入前缀的方法，该方法能够使大的小区中离该小区基站较近的终端或移动速度快的终端不采用占用较长的时域长度的接入前缀，从而避免浪费该小区内的时频资源和延长随机接入的时间。
本发明还提供一种在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置，该装置能够使大的小区中离该小区基站较近的终端或移动速度快的终端不采用占用较长的时域长度的接入前缀，从而避免浪费该小区内的时频资源和延长随机接入的时间。
根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种在随机接入过程中发送接入前缀的方法，在小区内设置具有不同时域长度的接入前缀类型，且设置终端到基站距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度与不同时域长度的接入前缀类型之间的对应关系，该方法还包括A、终端检测到当前所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度；B、终端根据设置的对应关系确定检测到的距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度所对应接入前缀类型，按照该类型的时域长度设置发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站的接入前缀后发送。
在正交频分复用OFDM系统中，步骤B所述将接入前缀发送的过程为接入前缀在连续OFDM符号上承载发送。
所述将接入前缀在连续OFDM符号上承载发送的过程为将接入前缀的签名序列分成所述连续OFDM符号数目个子序列，每个子序列经过傅立叶DFT变换后，映射到OFDM符号的连续子载波上，经过OFDM调制后，通过天线发送出去。
在每个物理帧包含8个OFDM符号的OFDM系统中且当接入前缀分为两种类型时，接入前缀在连续OFDM符号上承载发送的过程为其中短的接入前缀调制在4个连续OFDM符号上承载发送，其中长的接入前缀调制在8个连续OFDM符号上承载发送。
所述签名序列为Walsh码序列、GCL序列或DFT序列。
所述签名序列为Walsh码时，且接入前缀分为两种类型时，所述签名序列的选择过程为将阶数为N1的Walsh码中的Ns个Walsh码序列作为其中短的接入前缀的签名序列；将剩余的N1-Ns个N1阶Walsh码树的子节点上的阶数为N2＝2×N1的Walsh码序列作为其中长的接入前缀的签名序列。
所述Walsh码的阶数N1可以是512，N2为1024。
所述Walsh码的阶数N1为512，N2为1024时，且接入前缀分为两种类型时，所述签名序列的选择过程为其中短的接入前缀的Walsh码为Walsh0512，Walsh1512，Walsh2512，...，WalshNs-1512；其中长的接入前缀的Walsh码为(WalshNs1024，Walsh512+Ns1024)，(WalshNs+11024，Walsh512+Ns+11024)，(WalshNs+21024，Walsh512+Ns+21024)，...，(Walsh5111024，Walsh512+5111024)；所述Walsh码的阶数N1为512，N2为1024时，且接入前缀分为两种类型时，所述签名序列的选择过程为其中短的接入前缀的Walsh码为Walsh0512，Walsh2512，...Walsh2i512，...，Walsh510512；其中长的接入前缀的Walsh码为Walsh11024，Walsh31024，...，Walsh2i+1512，...Walsh10231024；所述将其中短的接入前缀调制在4个连续OFDM符号上承载发送，其中长的接入前缀调制在8个连续OFDM符号上承载发送的过程为将其中短的接入前缀的Walsh码分为128行4列，每列分别经过128点的DFT变换后，映射到OFDM符号的128个连续子载波上，经过OFDM调制后，通过天线发送出去；将长的接入前缀的Walsh码分为128行8列，每列分别经过128点的DFT变换后，映射到OFDM符号的128个连续子载波上，经过OFDM调制后，通过天线发送出去。
所述其中短的接入前缀的发送可以随机的选择一个物理帧的前4个OFDM符号或后4个OFDM符号中发送。
在步骤A之前，该方法还包括终端根据当前所在小区基站或反向接入目标小区基站通过下行广播信道发送的是否设置有不同时域长度的接入前缀类型信息确定当前所在小区或反向接入目标小区是否设置有不同时域长度的接入前缀类型，如果是，执行步骤A；否则，直接采用当前所在小区或反向接入目标小区设置的接入前缀类型设置接入前缀后发送给当前小区基站或反向接入目标小区基站。
所述终端当前所在小区基站或反向接入目标小区基站通过下行广播信道发送的是否设置有不同时域长度的接入前缀类型信息的过程为终端当前所在小区基站或反向接入目标小区基站在建立时根据所覆盖小区的半径大小确定是否在小区内设置不同时域长度的接入前缀类型，如果是，则通过下行广播信道发送设置有不同时域长度的接入前缀类型信息；否则，则通过下行广播信道发送没有设置不同时域长度的接入前缀类型信息或不发送信息。
所述随机接入信道质量值为终端当前小区内下行导频功率值或信噪比值。
步骤A所述的终端检测到当前到所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值是通过GPS定位方式检测到的；步骤A所述的随机接入信道质量值是通过检测终端当前小区或反向接入目标小区内下行导频功率或信噪比确定的；步骤A所述的终端当前的移动速度是通过检测下行导频质量的变化快慢、或GPS确定的。
步骤B所述将接入前缀发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站是通过码分复用CDM方式复用发送的，过程为预先对接入前缀包含的具有不同时域长度的签名序列进行分组，终端按照步骤B所确定接入前缀类型的时域长度选择其中一个组中的签名序列包含在接入前缀后发送；在步骤B之后，该方法还包括终端当前所属小区基站或反向接入目标小区基站采用不同长度的时域窗口捕获该接入前缀。
步骤B所述将接入前缀发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站是通过频分复用FDM方式复用发送的，过程为终端按照步骤B所确定接入前缀类型的时域长度设置占用不同频带的接入前缀后发送；在步骤B之后，该方法还包括终端当前所属小区基站或反向接入目标小区基站通过不同频带上的时域窗口捕获该接入前缀。
步骤B所述将接入前缀发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站是通过时分复用TDM方式复用发送的，过程为终端按照步骤B所确定接入前缀类型的时域长度设置占用相同频带的不同时隙的接入前缀后发送；在步骤B之后，该方法还包括终端当前所属小区基站或反向接入目标小区基站通过不同时隙采用时域窗口捕获接入前缀。
所述的方法应用于OFDM系统。
一种在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置，该装置包括n个接入前缀发生器，分别生成时域长度不同的接入前缀后发送给前缀类型选择器，前缀类型选择器根据终端到当前到所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值或/和随机接入信道质量值或/和终端移动速度选择对应的一个接入前缀后，发送给随机接入信道；随机接入信道的接入前缀通过正交频分复用OFDM调制模块进行OFDM调制后通过天线发送出去。
一种在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置，该装置包括不同长度签名序列选择器，根据终端到当前到所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值或/和随机接入信道质量值或/和终端移动速度选择一个相应长度的签名序列，发送给DFT变换模块进行DFT变换，再发送给子载波映射模块进行映射后，将经DFT变换后的签名序列映射到OFDM符号的子载波上，再发送给OFDM调制模块进行OFDM调制后，作为接入前缀通过天线发送出去。
在OFDM调制模块和天线之间还包括发送时隙选择模块，用于将经过OFDM调制的签名序列经过发送时隙的选择后，作为接入前缀再通过天线发送出去。
从上述方案可以看出，本发明为一个小区设置多个不同时域长度的接入前缀，小区内的终端根据离所属基站的远近或/和当前随机信道质量好坏或/和终端当前移动速度快慢采用占用不同时域长度的接入前缀发起随机接入过程。因此，本发明使大的小区中离该小区基站较近的终端或移动速度快的终端不采用占用较长的时域长度的接入前缀，从而避免浪费该小区内的时频资源和延长随机接入的时间。
图1为现有技术接入前缀的结构示意图；图2为本发明在随机接入过程中发送接入前缀的方法流程图；图3为本发明实施例一提供的接入前缀的结构示意图；图4为在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置示意图；图5为本发明实施例四提供的接入前缀复用在FDM的结构1示意图；图6a和图6b为本发明实施例五接入前缀复用在FDM的结构2示意图；图7为本发明实施例六提供的接入前缀复用在TDM的结构示意图；图8为本发明实施例七提供的不同类型的小区示意图；图9为本发明实施例八提供的接入前缀结构示意图；图10为本发明实施例八提供的在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。
本发明根据终端离所属基站的远近或/和当前随机信道质量好坏采用占用不同时域长度的接入前缀，这样，即保证基站捕获到该终端发送的接入前缀成功率，又节省小区的时频资源和缩短该终端的随机接入时间，提高了该终端的随机接入效率。
在本发明中，当终端离所属基站近或/和当前随机信道质量好时，为终端分配占用较短时域长度的接入前缀；当终端离所属基站远或/和当前随机信道质量坏时，为终端分配占用较长时域长度的接入前缀。从而使终端所发送的接入前缀在所属基站接收时能够满足一定的性能值，如一定的平均检测信噪比，该性能值在进行随机接入系统设置时凭经验给出。
在本发明中，对于半径比较小的小区中的终端，可以采用图1所示的第一列的接入前缀。对于半径比较大的小区中的终端，根据终端离所属基站的远近或/和当前随机信道质量好坏采用占用不同时频资源的接入前缀，即可以采用图1所示的第一列、第二列或第三列的接入前缀。
本发明还可以根据终端当前移动速度采用不同时域长度的接入前缀，这样，也可以即保证基站捕获到该终端发送的接入前缀成功率，又节省小区的时频资源和缩短该终端的随机接入时间，提高了该终端的随机接入效率。
图2为本发明在随机接入过程中发送接入前缀的方法流程图，其具体步骤为步骤200、设置终端到基站距离值或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度与所采用不同时域长度的接入前缀类型之间的对应关系。
该对应关系可以设置在终端中，也可以设置终端所属基站中，由终端所属基站通过下行广播信道将该对应关系信息广播给终端。
步骤201、终端确定当前到基站的距离值或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度。
终端确定当前的距离值可以通过GPS定位或其他定位方式确定，确定当前的随机接入信道质量值可以通过检测小区内下行导频功率或信噪比来确定，确定当前移动速度的大小可以通过检测下行导频质量的变化快慢、全球定位系统(GPS)或其他测速方法进行。
随机接入信道质量值可以为小区内下行导频功率值或信噪比值。
步骤202、终端根据设置的对应关系确定当前的距离值或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度对应的接入前缀类型后，采用该类型设置发送给当前所属小区基站的接入前缀后发送。
在步骤201中，终端还可以预先判断当前所在的小区是否为具有多个接入前缀类型的小区，判断的依据是根据所在小区下行广播信道发送的信息确定的，如果是，则执行步骤201；否则，按照现有技术中的过程采用本小区规定的接入前缀发起随机接入过程。相应地，当小区具有多个接入前缀类型时，可以由管辖该小区的基站通过下行广播信道发送携带标识本小区具有多个接入前缀类型的信息。
在本发明中，如果在终端切换时或者其他相关情况下，终端不仅可以确定到当前所在小区基站的距离值或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度，还可以确定到反向接入目标小区基站的距离值或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度，从而选择相应接入前缀发送给反向接入目标小区，反向接入目标小区基站和选择相应接入前缀发送给反向接入目标小区确定的方法如图2所示。
在本发明中，占用不同时域长度的接入前缀可以采用码分复用(CDM)、频分复用(FDM)或时分复用(TDM)的方式进行复用后发送给所属基站。例如，采用CDM方式，可将接入前缀中的签名序列进行分组，不同组的签名序列对应的前缀的时域长度不一样，终端根据当前的距离值或/和随机接入信道质量值选择不同组中的签名序列包含在接入前缀中发送，终端所属基站使用不同长度的时域窗口捕获接入前缀；采用FDM方式，即不同时域长度的接入前缀占用不同的频带在随机接入信道中发送，终端根据当前的距离值或/和随机接入信道质量值选择相应的频带发送接入前缀，终端所属基站采用不同频带上的时域窗口捕获接入前缀；TDM方式，即不同时域长度的接入前缀占用同一频带的不同时隙在随机接入信道中发送，终端根据当前的距离值或/和随机接入信道质量值选择频带上相应时隙发送接入前缀，终端所属基站通过不同时隙采用时域窗口捕获接入前缀。
以下举几个具体实施例说明本发明。
实施例一假设无线通信系统为正交频分复用多址(OFDMA)系统，该系统支持3种不同时域长度的接入前缀，如图3所示。其中，接入前缀1是最短的接入前缀，由一个签名序列组成，该签名序列小于一个物理帧，加上保护时间为一个物理帧；接入前缀2是第二长的接入前缀，由两个重复的签名序列组成，加上两个保护时间构成了两个物理帧；接入前缀3是最长的接入前缀，由三个重复的签名序列组成，加上三个保护时间构成了三个物理帧。
在该系统种设定两个阈值A1和A2，当终端检测到下行导频信噪比大于等于A1时，终端采用接入前缀1；当终端检测到下行导频信噪比小于A1大于等于A2时，终端采用接入前缀2；当终端检测到下行导频信噪比小于A2时，终端采用接入前缀3。A1和A2是在该系统设置时，由经验得出的。
这样，在该系统的终端就可以分为三类，分别采用不同接入前缀进行随机接入过程。
图4为在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置示意图，该发射装置一般用于采用OFDM复用的系统，其中，该系统包括n个接入前缀发生器，分别生成时域长度不同的接入前缀后发送给前缀类型选择器，前缀类型选择器根据当前的随机接入信道质量值选择其中一个接入前缀后，发送给随机接入信道后，通过OFDM调制模块进行OFDM调制后通过天线发送出去。
本发明在随机接入过程中接收接入前缀的接收装置与现有技术相同，只是在捕获接入前缀时，分别捕获时域长度不同的接入前缀。
实施例二假设无线通信系统为OFDM系统，该系统支持3种不同时域长度的接入前缀接入前缀1是最短的接入前缀，由一个签名序列组成，该签名序列小于一个物理帧，加上保护时间为一个物理帧；接入前缀2是第二长的接入前缀，由两个重复的签名序列组成，加上两个保护时间构成了两个物理帧；接入前缀3是最长的接入前缀，由三个重复的签名序列组成，加上三个保护时间构成了三个物理帧。
在系统中设置两个阈值B1和B2，当终端检测到当前移动速度不小于B1时，接入前缀采用接入前缀1；当终端检测到当前移动速度小于B1大于B2时，接入前缀采用接入前缀2；当终端检测到当前移动速度不大于B2时，接入前缀采用接入前缀3。阈值B1和B2在设置时，由经验给出。
这样，该系统的终端分为3类，分别采用不同类型的接入前缀，当前速度高的采用长度短的接入前缀，当前速度低的采用长度长的接入前缀。这个系统也可以采用图4所示的系统，只不过这时前缀类型选择器根据当前终端移动速度选择其中一个接入前缀后，发送给随机接入信道。
实施例三假设无线通信系统为OFDM系统，该系统支持2种不同时域长度的接入前缀接入前缀1是短的接入前缀，由一个签名序列组成，占N个连续的OFDM符号；接入前缀2是长的接入前缀，由两个重复的签名序列组成，占2N个连续的OFDM符号。
在系统中设置两个导频强度的阈值A以及终端移动速度的阈值B，当终端检测到当前移动速度不小于B，采用接入前缀1；当终端检测到当前移动速度小于B且导频强度小于A时，采用接入前缀2；当终端检测到当前移动速度小于B且导频强度不小于A时，采用接入前缀1。阈值A和阈值B在设置时，由经验给出。
这样，该系统的终端分为2类，分别采用不同类型的接入前缀，当前速度高的采用长度短的接入前缀，当前速度低且导频强度小的采用长度长的接入前缀。这个系统也可以采用图4所示的系统，只不过这时前缀类型选择器根据当前终端移动速度和随机接入信道质量值选择两个前缀序列发生器发生的一个接入前缀后，发送给随机接入信道。
实施例四不同时域长度的接入前缀在进行复用时可以采用CDM方式，即不同时域长度的接入前缀占用相同的时频资源，通过不同的序列码来区分。假设接入前缀的签名序列集中有M个签名序列，将其分为3组，其中第一组用在图3所示的接入前缀1的结构中，第二组用在图3所示的接入前缀2的结构中，第三组用在图3所示的接入前缀3的结构中。
如图5所示，不同结构的接入前缀在时频域上重叠，通过不同签名序列来区分。因为通常情况下，不同的签名序列之间的互相关性较小，比如采用Walsh序列、GCL序列和PN序列等作为签名序列，所以不同的接入前缀之间的干扰较小，不会影响基站接入前缀的捕获。
实施例五不同时时域长度的接入前缀在进行复用时可以采用FDM方式，即不同时域长度的接入前缀占用不同的频带，当终端确定所采用的接入前缀后，在相应的频带上发送接入前缀，基站在不同频带上采用不同长度的时域窗口来检测接入前缀。
如图6a和图6b所示，不同的接入前缀在频域上不重叠，其采用不同的频带，因此互相之间没有干扰。在随机接入信道中由这3个频带上的接入前缀组成，相对CDM方式占用相对较多的时频资源。其中，图6b中，接入前缀1在3帧中有3个接入时隙，比其他接入前缀的接入时隙多，这种设置的好处是在大的小区内，通常离基站近的终端比较多，较多的时隙能够满足较多终端的同时接入。
实施例六不同时域长度的接入前缀在进行复用时可以采用TDM方式，即不同时域长度的接入前缀占用相同的频带，但占用不同的时隙。当终端确定所采用的接入前缀后，在相应的时隙上发送所采用的接入前缀，而基站则在不同的时隙上采用时域窗口来捕获接入前缀。
如图7所示，不同时域长度的接入前缀在时频域不重叠，其复用在不同的时隙上，因此相互之间没有干扰。随机接入信道由这个频带上的时频块组成，相对CDM占用相对较多的时频资源。
实施例七在蜂窝移动通信系统，不同区域的小区半径的大小差异较大。比如郊区和偏远地区的小区半径比城市繁华地区的小区半径要大得多。
根据小区半径的大小，将小区分为Small，Medium，Large三种。对于Small的小区，其小区的半径较小，包含一种类型的终端，即使用最短接入前缀的终端。对于Medium的小区，其小区包含两种类型的终端，即使用最短接入前缀的终端和使用第二短接入前缀的终端。对于Large的小区，其小区包含3种类型的终端，即使用最短接入前缀的终端，使用第二短接入前缀的终端，使用最长接入前缀的终端。
终端对于不同类型小区的识别，是通过进入该小区后对下行广播信道的信息的接收获得的。当基站建立后，根据该基站的覆盖范围，将所覆盖的小区设置为相应的类型，并将此信息通过下行广播信道通知进入该小区的终端。
如图8所示Small的小区由于半径较小，一种类型的接入前缀就可满足要求，Medium的小区需要两种类型的接入前缀，Large的小区需要三种类型的接入前缀。其中，斜线所画的区域为接入前缀1所覆盖的区域，米字所画的区域为接入前缀2所覆盖的区域；竖线所画的区域为接入前缀3所覆盖的区域。
实施例八不同时域长度的接入前缀也可以在一个物理帧内实现。比如，设OFDM系统包含的子载波数为512，一个物理帧包含8个OFDM符号。其中分配给随机接入信道的子载波数为连续128个子载波。如图9所示，将接入前缀分为两类，一种占连续4个OFDM符号，另一种占连续8个OFDM符号。比如，采用Walsh码来作为接入前缀，第一种采用长度为512的Walsh码，第二种采用长度为1024的Walsh码。第一种接入前缀排成128行4列的阵列，每列分别经过128点的傅立叶变换(DFT)后，映射到到OFDM符号的128个子载波上，经过OFDM调制后通过天线发送出去。4列通过连续的4个OFDM符号发送，可随机选择一个帧的前4个OFDM符号或后4个OFDM符号发送，第二种接入前缀排成128行8列的阵列，每列分别经过128点的DFT变换后，映射到OFDM符号的128个子载波上，经过OFDM调制后通过天线发送出去。两种接入前缀通过码分复用的方式。比如，将长度为512的Walsh码中索引号为偶数的Walsh码作为接入前缀分配给第一种随机接入前缀，即Walsh0512，Walsh2512，...，Walsh510512等256个。将长度为1024的Walsh码中索引号为奇数的Walsh码作为接入前缀分配给第二种随机接入前缀，即Walsh11024，Walsh31024，...，Walsh10231024等512个。两种接入前缀复用在随机接入信道上，在码域上相互正交，不会形成相互干扰。
或者，Walsh码的划分方法也可如下将长度为512的Walsh码的前Ns个用来作为签名序列分配给第一种接入前缀，即，Walsh0512，Walsh1512，Walsh2512，...，WalshNs-1512；将剩余的长度为512的Walsh码扩展为长度1024的子码，即，(WalshNs1024，Walsh512+Ns1024)，(WalshNs+11024，Walsh512+Ns+11024)，(WalshNs+21024，Walsh512+Ns+21024)，...，(Walsh5111024，Walsh512+5111024)，后分配给第二种接入前缀，采用这种方法，可以任意选取两种接入前缀的签名序列数目的比例，由Ns决定。
实现上述接入前缀发送的发射装置如图10所示终端根据到当前所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度，在不同长度签名序列选择器中选择合适长度的签名序列，签名序列经过DFT变换模块的DFT变换，经过子载波映射模块的子载波映射，将经DFT变换后的签名序列映射到OFDM符号的子载波上，经过OFDM调制模块的OFDM调制后，通过发送时隙选择模块选择合适的时隙发送出去。对于512阶的Walsh码，可以选择一个物理帧的前4个OFDM符号或后4个OFDM符号；对于1024阶的Walsh码在一个物理帧的开头发送。
本发明在同一小区内设置了几种不同时域长度的接入前缀，以满足小区内距离基站远近不同或/和信道质量不同的终端的需要离基站远的终端采用时域长度长的接入前缀，以提高接入前缀的信噪比，增加基站对接入前缀的捕获概率；离基站近的终端采用时域长度短的接入前缀，以减少单个接入前缀所占小区的时频资源，提高小区时频资源的利用率，并且提高随机接入过程的速度。
在本发明中，还提出了几种不同时域长度的接入前缀的复用方法，可根据当前随机接入系统的需要灵活设置。
在本发明中，将不同半径的小区加以区分，小的小区采用一种时域长度的接入前缀，大的小区采用多种时域长度的接入前缀，从而提高了随机接入系统的整体性能。
以上所述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做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种在随机接入过程中发送接入前缀的方法，其特征在于，在小区内设置具有不同时域长度的接入前缀类型，且设置终端到基站距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度与不同时域长度的接入前缀类型之间的对应关系，该方法还包括A、终端检测到当前所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度；B、终端根据设置的对应关系确定检测到的距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度所对应接入前缀类型，按照该类型的时域长度设置发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站的接入前缀后发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在正交频分复用OFDM系统中，步骤B所述将接入前缀发送的过程为接入前缀在连续OFDM符号上承载发送。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将接入前缀在连续OFDM符号上承载发送的过程为将接入前缀的签名序列分成所述连续OFDM符号数目个子序列，每个子序列经过傅立叶DFT变换后，映射到OFDM符号的连续子载波上，经过OFDM调制后，通过天线发送出去。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在每个物理帧包含8个OFDM符号的OFDM系统中且当接入前缀分为两种类型时，接入前缀在连续OFDM符号上承载发送的过程为其中短的接入前缀调制在4个连续OFDM符号上承载发送，其中长的接入前缀调制在8个连续OFDM符号上承载发送。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述签名序列为Walsh码序列、GCL序列或DFT序列。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述签名序列为Walsh码时，且接入前缀分为两种类型时，所述签名序列的选择过程为将阶数为N1的Walsh码中的Ns个Walsh码序列作为其中短的接入前缀的签名序列；将剩余的N1-Ns个N1阶Walsh码树的子节点上的阶数为N2＝2×N1的Walsh码序列作为其中长的接入前缀的签名序列。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述Walsh码的阶数N1可以是512，N2为1024。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述Walsh码的阶数N1为512，N2为1024时，且接入前缀分为两种类型时，所述签名序列的选择过程为其中短的接入前缀的Walsh码为Walsh0512，Walsh1512，Walsh2512，...，WalshNs-1512；其中长的接入前缀的Walsh码为(WalshNs1024，Walsh512+Ns1024)，(WalshNs+11024，Walsh512+Ns+11024)，(WalshNs+21024，Walsh512+Ns+21024)，...，(Walsh5111024，Walsh512+5111024)；
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述Walsh码的阶数N1为512，N2为1024时，且接入前缀分为两种类型时，所述签名序列的选择过程为其中短的接入前缀的Walsh码为Walsh0512，Walsh2512，...Walsh2i512，...，Walsh510512；其中长的接入前缀的Walsh码为Walsh11024，Walsh31024，...，Walsh2i+1512，...Walsh10231024；
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将其中短的接入前缀调制在4个连续OFDM符号上承载发送，其中长的接入前缀调制在8个连续OFDM符号上承载发送的过程为将其中短的接入前缀的Walsh码分为128行4列，每列分别经过128点的DFT变换后，映射到OFDM符号的128个连续子载波上，经过OFDM调制后，通过天线发送出去；将长的接入前缀的Walsh码分为128行8列，每列分别经过128点的DFT变换后，映射到OFDM符号的128个连续子载波上，经过OFDM调制后，通过天线发送出去。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述其中短的接入前缀的发送可以随机的选择一个物理帧的前4个OFDM符号或后4个OFDM符号中发送。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A之前，该方法还包括终端根据当前所在小区基站或反向接入目标小区基站通过下行广播信道发送的是否设置有不同时域长度的接入前缀类型信息确定当前所在小区或反向接入目标小区是否设置有不同时域长度的接入前缀类型，如果是，执行步骤A；否则，直接采用当前所在小区或反向接入目标小区设置的接入前缀类型设置接入前缀后发送给当前小区基站或反向接入目标小区基站。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端当前所在小区基站或反向接入目标小区基站通过下行广播信道发送的是否设置有不同时域长度的接入前缀类型信息的过程为终端当前所在小区基站或反向接入目标小区基站在建立时根据所覆盖小区的半径大小确定是否在小区内设置不同时域长度的接入前缀类型，如果是，则通过下行广播信道发送设置有不同时域长度的接入前缀类型信息；否则，则通过下行广播信道发送没有设置不同时域长度的接入前缀类型信息或不发送信息。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入信道质量值为终端当前小区内下行导频功率值或信噪比值。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的终端检测到当前到所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值是通过GPS定位方式检测到的；步骤A所述的随机接入信道质量值是通过检测终端当前小区或反向接入目标小区内下行导频功率或信噪比确定的；步骤A所述的终端当前的移动速度是通过检测下行导频质量的变化快慢、或GPS确定的。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述将接入前缀发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站是通过码分复用CDM方式复用发送的，过程为预先对接入前缀包含的具有不同时域长度的签名序列进行分组，终端按照步骤B所确定接入前缀类型的时域长度选择其中一个组中的签名序列包含在接入前缀后发送；在步骤B之后，该方法还包括终端当前所属小区基站或反向接入目标小区基站采用不同长度的时域窗口捕获该接入前缀。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述将接入前缀发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站是通过频分复用FDM方式复用发送的，过程为终端按照步骤B所确定接入前缀类型的时域长度设置占用不同频带的接入前缀后发送；在步骤B之后，该方法还包括终端当前所属小区基站或反向接入目标小区基站通过不同频带上的时域窗口捕获该接入前缀。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述将接入前缀发送给当前所属小区基站或反向接入目标小区基站是通过时分复用TDM方式复用发送的，过程为终端按照步骤B所确定接入前缀类型的时域长度设置占用相同频带的不同时隙的接入前缀后发送；在步骤B之后，该方法还包括终端当前所属小区基站或反向接入目标小区基站通过不同时隙采用时域窗口捕获接入前缀。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法应用于OFDM系统。
20.一种在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置，其特征在于，该装置包括n个接入前缀发生器，分别生成时域长度不同的接入前缀后发送给前缀类型选择器，前缀类型选择器根据终端到当前到所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值或/和随机接入信道质量值或/和终端移动速度选择对应的一个接入前缀后，发送给随机接入信道；随机接入信道的接入前缀通过正交频分复用OFDM调制模块进行OFDM调制后通过天线发送出去。
21.一种在随机接入过程中发送接入前缀的发射装置，其特征在于，该装置包括不同长度签名序列选择器，根据终端到当前到所属小区基站或反向接入目标小区基站的距离值或/和随机接入信道质量值或/和终端移动速度选择一个相应长度的签名序列，发送给DFT变换模块进行DFT变换，再发送给子载波映射模块进行映射后，将经DFT变换后的签名序列映射到OFDM符号的子载波上，再发送给OFDM调制模块进行OFDM调制后，作为接入前缀通过天线发送出去。
22.如权利要求22所述的装置，其特征在于，在OFDM调制模块和天线之间还包括发送时隙选择模块，用于将经过OFDM调制的签名序列经过发送时隙的选择后，作为接入前缀再通过天线发送出去。
全文摘要
本发明公开了一种在随机接入过程中发送接入前缀的方法及装置，在小区内设置具有不同时域长度的接入前缀类型，且设置终端到基站距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度与不同时域长度的接入前缀类型之间的对应关系，该方法还包括A.终端检测到当前到所属小区基站的距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端移动速度；B.终端根据设置的对应关系确定检测到的距离值、或/和随机接入信道质量值、或/和终端当前的移动速度所对应接入前缀类型，按照该类型的时域长度设置发送给当前所属小区基站的接入前缀后发送。因此，本发明使大的小区中离该小区基站较近的终端不采用占用较长的时域长度的接入前缀，从而避免浪费该小区内的时频资源和延长随机接入的时间。
文档编号H04W74/08GK101094511SQ20061011514
公开日2007年12月26日 申请日期2006年8月25日 优先权日2006年6月23日
发明者阮卫, 杜颖钢 申请人:华为技术有限公司