配置随机接入信道的方法

专利名称：配置随机接入信道的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，更具体的说涉及一种在无线通信系统中的配置随机接入信道的设备和方法。

背景技术：
现在，3GPP标准化组织已经着手开始对其现有系统规范进行长期的演进(LTE)。在众多的物理层传输技术当中，基于正交频分复用(OFDM)的下行传输技术和基于单载波频分多址接入(SCFDMA)的上行传输技术是研究的热点。
无线通信系统根据其双工方式可以分为频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。FDD双工方式是指无线系统中的两个方向上的通信分别在两个相隔一定距离的频率上完成，从而通信实体可以同时完成接收和发送的操作。TDD双工方式是指无线系统中的两个方向上的通信在相同的频率上完成，从而通信实体不能同时进行接收和发送的操作，即接收和发送的操作在时间上分开。在LTE中有两种帧结构即类型1帧结构(Type 1 Frame Structure)和类型2帧结构(Type 2 FrameStructure)。类型1帧结构中有FDD和TDD两种双工方式，而类型1帧结构中只有TDD一种双工方式。下文中将分别给出这两种结构。
根据当前LTE的讨论结果，图1是LTE类型1的下行帧结构，无线帧(radio frame)(101-103)的时间长度为10ms；每个帧分为多个时隙(slot)(104-107)，目前的假设是每个无线帧包含20个时隙，时隙的时间长度为0.5ms；对于FDD双工方式，每个时隙又包含多个OFDM符号，而对于TDD双工方式，每个下行时隙也包含多个OFDM符号。根据目前的假设，LTE系统中有效OFDM符号的时间长度约为66.7μs。OFDM符号的CP的时间长度可以有两种，即短CP的时间长度大约为4.69μs或者5.21μs，长CP的时间长度大约为16.67μs，长CP时隙用于多小区广播/多播和小区半径非常大的情况，短CP时隙(108)包含7个OFDM符号，长CP时隙(109)包含6个OFDM符号。根据目前的讨论结果，连续的两个时隙构成一个子帧(subframe)，并且传输时间间隔(TTI)是1ms，等于一个子帧的时间长度。
根据当前LTE的讨论结果，图2是LTE类型2的帧结构，无线帧(radio frame)(201-203)的时间长度为10ms；每个帧等分为两个5ms的半帧(half-frame)(204、205)；每个半帧包含7个时隙(206～212)和三个特殊的域，即下行导频时隙(DwPTS)(213)、保护间隔(GP)(214)和上行导频时隙(UpPTS)(215)。并且每个半帧的第一个时隙(206)和DwPTS固定用于下行传输，UpPTS和每个半帧的第二个时隙(207)固定用于上行传输。以抽样频率为30.72MHz为例，每个时隙(206～212)包含20736个抽样，时间为0.625ms；DwPTS包含2572个抽样，时间约为83.7μs；GP包含1536个抽样，时间为50μs；UpPTS包含4340个抽样，时间约为141.3μs。与FDD系统相同，其有效OFDM符号的时间长度约为66.7μs，OFDM符号的CP的时间长度可以有两种，短CP的时间长度大约为7.29μs，长CP的时间长度大约为16.67μs。短CP时隙(216)包含9个OFDM符号和一个时隙间隔(TI)(218)，长CP时隙(217)包含8个OFDM符号和一个TI(219)。注意两种TI(218、219)的时间长度不相等。根据目前的讨论结果，每个时隙是一个子帧。
在采用TDD双工方式的系统中，因为基站和用户设备都不能够同时进行发送和接收，这就要求在无线帧结构的下行到上行(DL->UL)和上行到下行(UL->DL)的位置设置足够的转换时间。根据当前的讨论结果，图3是LTE类型1的TDD系统配置DL->UL转换时间的方法。这里假设连续3个子帧(301~303)用于下行传输；连续两个子帧(304和305)用于上行传输，上行随机接入信道在子帧(304)中分配。在DL->UL转换位置，即下行子帧(303)和上行子帧(304)之间的位置，基站通过不发送下行子帧(303)的后部的若干个OFDM符号得到空闲时间段(IP，Idle period)，这个IP用于DL->UL转换。如图3所示，对覆盖范围不太大的基站，通过空闲后部的1~5个OFDM符号得到IP。例如，帧结构311空闲了一个OFDM符号，帧结构312空闲了三个OFDM符号，帧结构313空闲了五个OFDM符号。对覆盖范围很大的基站，最多可以空闲下行子帧(303)后部的12个OFDM符号得到IP(314)。
根据当前的讨论结果，图4是LTE类型2配置DL->UL转换时间的方法。示例一(401)用于小区覆盖范围比较小的情况，这时LTE类型2帧结构中GP(404)是DL->UL转换时间，UpPTS(405)用于传输上行随机接入信道。示例二(402)用于中等规模的小区，LTE类型帧结构的GP和UpPTS构成了DL->UL转换时间(406)，子帧1的一部分资源(407)用于传输上行随机接入信道。示例三(403)用于覆盖范围特别大的小区，这时，LTE类型帧结构的GP、UpPTS和子帧#1共同构成了DL->UL转换时间(408)，子帧2的一部分资源(409)用于传输上行随机接入信道。
根据当前LTE的讨论结果，图5上行随机接入突发信号的结构，它包括长度为TCP的循环前缀(501)，长度为TPRE的前导信号(preamble)(502)和长度为TGT的保护时间(503)。在LTE类型1系统中，TPRE的时间是24576×Ts，即0.8ms；TCP的时间是3152×Ts，约为0.1026ms；TGT的时间是2992×Ts，约为0.0974ms。TCP比TGT约长5.2μs，这个时间差决定于多径信道的最大时延。


发明内容
本发明的目的是提供一种在无线通信系统中配置随机接入信道的设备和方法。
按照本发明的一方面，一种配置随机接入信道的方法，包括如下步骤 a)基站配置随机接入突发信号的循环前缀的长度，这里循环前缀的长度由空闲时间的长度、上行子帧的长度和随机接入前导信号的长度确定； b)用户设备按照基站的配置发送随机接入突发信号。
按照本发明的另一方面，一种配置随机接入信道和发送下行信息的方法，包括如下步骤 a)在DL->UL转换点处的下行子帧的后部的NR个OFDM符号内，基站在与上行随机接入突发信号占用的频率相同的频率上不发送任何信息，并用于传输随机接入突发信号，记其时间为TIPR； b)在DL->UL转换点处的下行子帧的后部的ND个OFDM符号内，基站在上行随机接入突发信号占用的频率以外频率上不发送任何信息，作为上下行数据传输的DL->UL转换时间，记其时间为TIPD。
按照本发明的另一方面，一种配置随机接入信道和发送上行信息的方法，包括如下步骤 a)基站根据空闲时间的长度和上行子帧的长度配置随机接入突发信号的发送时间和循环前缀的长度； b)基站在DL->UL转换点处的上行子帧的前面分配若干个特殊的上行符号； 按照本发明的另一方面，一种降低随机接入信道的干扰的方法，包括如下步骤 a)基站根据最长的IP来计算随机接入FFT检测窗口的位置； b)基站配置其他长度时，采用相同位置的随机接入FFT检测窗口。
按照本发明的另一方面，一种在FDD系统中配置随机接入信道的方法，包括如下步骤 a)基站在发送随机接入突发信号的上行子帧的相邻上行子帧内停止发送若干个SCFDMA符号，从而增加随机接入突发信号的发送时间和循环前缀的长度； b)用户设备按照基站的配置发送随机接入突发信号。
按照本发明的另一方面，一种构造空闲时间的方法，包括如下步骤 a)基站停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的后部的n(n大于等于0)个完整的OFDM符号； b)基站对倒数第n+1个OFDM符号进行处理从而空闲这个OFDM符号的一部分时间；


通过参考以下结合附图对所采用的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得显而易见，其中 图1示出了LTE类型1的下行帧结构； 图2示出了LTE类型2的帧结构； 图3示出了LTE类型1配置DL->UL转换时间的方法； 图4示出了LTE类型2配置DL->UL转换时间的方法； 图5示出了上行随机接入突发信号的结构； 图6示出了LTE类型1TDD的随机接入突发信号； 图7示出了LTE类型2TDD的随机接入突发信号； 图8示出了配置两种空闲时间的方法； 图9示出了降低随机接入信道的干扰的方法； 图10示出了FDD系统增加随机接入信道时间长度的方法；以及 图11示出了构造空闲时间的方法。

具体实施例方式 在LTE TDD系统中，在其帧结构的DL->UL转换的位置需要设置一定长度的空闲时间段(IP)，IP的长度主要决定于需要达到的小区覆盖范围。上行随机接入信道可以在DL->UL转换后的第一个子帧内传输，这样可以利用DL->UL转换点的IP来增加上行随机接入信道可以支持的小区覆盖范围。记子帧的时间长度为TSF，DL->UL转换点的IP长度为TIP。并记上行随机接入突发信号的总时间为TRA，其循环前缀的长度为TCP，其前导信号的长度为TPRE，其保护时间的长度为TGT。值得注意的是如果系统配置n个(n大于1)上行子帧来传输随机接入突发信号，TSF表示n个上行子帧的总时间长度。DL->UL转换的时间决定了系统支持的最大覆盖范围，即DL->UL转换的时间TDU等于小区的最大往返时延(RTD)，记为TRTD。在LTE TDD系统中，除了需要DL->UL转换的时间外，还需要UL->DL的转换时间，这个时间比较短，一般是几个微秒的量级，记其长度为TUD。本发明下面的描述中，以随机接入突发信号不对其前面的和后面的上行或者下行传输产生干扰为准则，如果允许一定的干扰的存在，则本发明的要求可以放松。
对上行子帧的后部没有配置TI的TDD系统，UL->DL的转换时间TUD是通过IP得到。例如在LTE类型1TDD系统中，获得IP方法是通过基站停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的后部的若干个OFDM符号。这里，DL->UL转换时间TRTD和UL->DL的转换时间TUD都是通过这个IP得到，即TIP≥TRTD+TUD。在LTE类型1TDD系统中，这个UL->DL的转换时间TUD只在上行传输时间段的最后一个上行子帧内才需要配置，但是为了保证设计的随机接入突发信号的结构不依赖于上行传输时间段中的上行子帧的个数，需要按照上行传输时间段中只有一个上行子帧来设计随机接入突发信号的结构。随机接入突发信号不能占用UL->DL的转换时间TUD。如果用户设备在其收到基站发送的最后一个下行OFDM符号的结束的时刻发送随机接入突发信号时，随机接入突发信号的结构参数满足下面的公式TCP+TPRE+T′GT＝TIP+TSF。这里T′GT是随机接入突发信号后面的保护时间，用于防止对其他上行或者下行信号产生干扰，它包括UL->DL的转换时间TUD和保护时间TGT。所以这个公式也可以表示为TCP+TPRE+TGT＝TIP+TSF-TUD＝TRA，即TCP＝＝TIP+TSF-TUD-TPRE-TGT。为了减少或者避免随机接入突发信号对前一个下行子帧的干扰，用户设备在其收到基站发送的最后一个下行OFDM符号的结束的时刻延迟一定的时间TD发送随机接入突发信号，TD大于等于0。相应地，随机接入突发信号的结构参数满足下面的公式TCP+TPRE+TGT＝(TIP-TD)+TSF-TUD＝TRA，即TCP＝(TIP-TD)+TSF-TUD-TPRE-TGT。特别地，延迟时间 对上行子帧的后部配置了TI的TDD系统，UL->DL的转换时间TUD是通过子帧后面的TI实现。例如在LTE类型2TDD系统中，可以有以下几种获得IP方法。利用类型2帧结构的GP作为IP；或者利用类型2帧结构的GP和UpPTS共同作为IP；或者利用类型2帧结构的GP、UpPTS和子帧1共同作为IP。这里的IP是专用于DL->UL的转换时间。这里的TI，即UL->DL的转换时间TUD，不能用于一般的上行数据传输，但是这个TI可用于传输随机接入突发信号。如果用户设备在其收到基站发送的最后一个下行OFDM符号的结束的时刻发送随机接入突发信号时，随机接入突发信号的结构参数是满足下面的公式TCP+TPRE+TGT＝TIP+TSF＝TRA，即TCP＝TIP+TSF-TPRE-TGT，这里TSF是LTE类型2系统的每个子帧的总时间长度，包括TI。为了减少或者避免随机接入突发信号对前一个下行子帧的干扰，用户设备在其收到基站发送的最后一个下行OFDM符号的结束的时刻延迟一定的时间TD发送随机接入突发信号，TD大于等于0。相应地，随机接入突发信号的结构参数满足下面的公式TCP+TPRE+TGT＝(TIP-TD)+TSF＝TRA，TCP＝(TIP-TD)+TSF-TPRE-TGT。特别地，延迟时间 本发明上面描述了LTE的两种类型的TDD系统的随机接入突发信号的结构。TCP的长度可以为0，这时用户设备在随机接入时直接发送长度为TPRE的随机接入前导信号。TCP的长度可以大于0，这时用户设备在随机接入时发送添加了长度为TCP的循环前缀的长度为TPRE的随机接入前导信号。TCP可以小于TGT；TCP可以等于TGT；TCP也可以大于TGT，特别地，TCP等于TGT与系统帧结构中的OFDM符号或者SCFDMA符号的CP的时间长度TCPsymbol的和，即这样，根据上面的公式TCP+TPRE+TGT＝TRA，TGT＝TRA-TPRE+TCP。
一种设置TGT的方式是使TGT大于等于小区的最大往返时延TRTD，从而保证随机接入突发信号不会对后续的上行或者下行传输产生干扰。或者设置TGT小于小区的最大往返时延TRTD，这时随机接入突发信号将干扰后续的上行或者下行传输。
TDD小区的覆盖范围主要由两个因素决定，一方面，IP的时间长度TIP决定了在正常传输上行数据时的最大时间提前量TRTD，进而可以决定了小区的范围；另一方面随机接入突发信号的TCP或者TGT决定了随机接入突发信号可以支持的小区范围。所以最佳的设计应该是使根据这两个因素分别确定的最大小区半径相等。这时，对LTE类型1TDD系统，根据TIP和TUD可以得到IP可以支持的最大RTD的时间长度TRTD＝TIP-TUD。随机接入突发信号的保护时间TGT等于TRTD。随机接入突发信号的循环前缀或者当随机接入突发信号不添加循环前缀时，TCP等于0。对LTE类型2TDD系统，根据IP得到可以支持的最大RTD的时间长度TRTD＝TIP。随机接入突发信号的保护时间TGT等于TRTD。随机接入突发信号的循环前缀或者当随机接入突发信号不添加循环前缀时，TCP等于0。
在实际的LTE TDD系统中，在考虑了其他的因素后，有可能不能够最佳的匹配这两种因素确定的小区覆盖范围。这时在不对其他上行或者下行传输产生干扰的前提下，根据这两种因素分别确定的小区半径的最小值来确定小区覆盖范围。当IP决定的小区覆盖范围大于根据随机接入突发信号的TCP或者TGT决定的覆盖范围时，实际覆盖由随机接入突发信号的TCP或者TGT决定的覆盖范围确定；当IP决定的小区覆盖范围小于根据随机接入突发信号的TCP或者TGT决定的覆盖范围时，实际覆盖由P决定的小区覆盖范围确定； 当小区覆盖范围受限于随机接入突发信号确定的覆盖范围时，即根据空闲时间确定的小区半径大于根据随机接入突发信号确定的小区半径。这时，为了满足随机接入突发信号支持的覆盖范围，实际配置的空闲时间大于小区的最大往返时延TRTD需要的空闲时间，从而造成对系统资源的浪费。
第一种方法是在随机接入突发信号占用的频率和其他剩余的传输上行数据的频率上配置不同长度的空闲时间，例如用于LTE类型1TDD系统。具体的说，一方面，在DL->UL转换点处的下行子帧的后部的NR个OFDM符号内，基站在与上行随机接入突发信号占用的频率相同的频率上不发送任何信息，记随机接入突发信号占用的频率上的空闲时间为TIPR；另一方面，在DL->UL转换点处的下行子帧的后部的ND个OFDM符号内，基站在上行随机接入突发信号占用的频率以外频率上不发送任何信息，记随机接入突发信号占用的频率以外的频率上的空闲时间为TIPD。这里，NR＞ND，相应地这里为TIPR和TIPD是互相关联的，即根据其中的一个量可以计算得到另外一个量。例如，根据公式TCP+TPRE+TGT＝(TIP-TD)+TSF-TUD＝TRA和随机接入突发信号占用的频率上的空闲时间TIPR，得到随机接入突发信号的保护时间为注意这里TD大于或者等于0；根据TGT可以得到随机接入前导信号支持的最大往返时延TTRD＝TGT；这样随机接入突发信号占用的频率以外的频率上的空闲时间TIPD需要与TRTD+TUD的数值比较接近，即TIPD可以等于TRTD+TUD，TIPD也可以稍大于或者稍小于TRTD+TUD。采用这种方法，基站和执行随机接入的用户设备可能同时发送信号，但是他们不会互相干扰，这是因为基站发送下行信号的频率与用户设备发送随机接入突发信号在频率上是分开的。而且这里不存在基站不能接收用户设备的随机接入突发信号的问题，虽然基站在用户设备发送随机接入突发信号的前一段时间内不能接收信号，但是由于随机接入突发信号的结构是首先发送长度为TCP的循环前缀，然后再发送前导信号。只要即基站能够在有效随机接入突发信号FFT检测窗口到达之前转换到上行接收的状态，就能及时的检测随机接入突发信号，这里TDUbs是基站从下行发送状态转换到上行接收状态的时间。这种方法不存在相邻小区之间的上行随机接入突发信号和基站下行信号之间的干扰问题，这是由于为了保证随机接入突发信号的互相关特性，相邻小区的随机接入信道配置在相同的频率上发送。
第二种方法是在DL->UL转换点处的上行子帧的前面分配若干个特殊的上行符号，例如用于LTE类型2TDD系统，在上行子帧的前面分配一个或者多个上行SCFDMA符号。这里的增加的上行符号可以用于实现特殊的功能，例如，这些增加的符号可以构成一个特殊的上行子帧，或者传输用于测量上行信道的参考信号(channel sounding RS)等。这些增加的上行SCFDMA符号只在随机接入突发信号占用的频率以外的频率上分配。这样，与第一种方法类似，这时存在两种长度的IP，记随机接入突发信号占用的频率上的空闲时间为TIPR；随机接入突发信号占用的频率以外的频率上的空闲时间为TIPD。根据LTE类型2系统的空闲时间TIPR和子帧的长度TFS，并根据公式TCP+TPRE+TGT＝(TIP-TD)+TSF＝TRA可以计算出随机接入前导信的保护时间为注意这里TD大于或者等于0；根据TGT可以得到随机接入前导信号支持的最大往返时延TTRD＝TGT；这样随机接入突发信号占用的频率以外的频率上实际需要的空闲时间为TIPD需要与TRTD的数值比较接近，即TIPD可以等于TRTD，TIPD也可以稍大于或者稍小于TRTD。根据TIPR和TIPD可以计算出新增加的上行SCFDMA符号的个数，即

这里Tsymbol是上行SCFDMA符号的时间长度。
对LTE类型1TDD系统，基站通过停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的最后一个OFDM符号可以支持半径在10公里范围内的小区，这时TIP约为71.4μs；基站通过停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的最后两个OFDM符号可以支持半径在20公里范围内的小区，这时TIP约为142.8μs。LTE类型1TDD系统的子帧长度是1ms，随机接入前导信号的长度为0.8ms，这上行随机接入突发信号所在的上行子帧的剩余的0.2ms的时间可以用于传输随机接入突发信号的循环前缀和/或作为保护时间。在这两种情况下，IP的时间长度都小于0.2ms，即IP决定的小区覆盖范围小于随机接入突发信号能够支持的覆盖范围，所以系统可以对这两种情况下的随机接入前导信号的结构进行优化。一般地说，对IP决定的覆盖范围小于随机接入突发信号能够支持的覆盖范围的所有可能IP配置场景，一种优化的准则是使这些IP配置场景下的基站接收随机接入突发信号的FFT检测窗口是对齐的，从而当采用这些IP配置场景的基站互为相邻小区时，可以降低不同小区的随机接入突发信号之间的干扰。记所有这些配置场景中的IP最长的场景的IP长度是TIPmax，并记上行子帧内除去随机接入前导信号的长度TPRE的剩余时间为TG。这时根据这些场景中的IP最长的场景来计算随机接入FFT检测窗口的位置。对这个IP最长的场景，其IP中除了用于UL->DL转换时间TUD的部分外，完全用于补偿小区的往返时延，即然后，根据往返时延TRTD确定随机接入突发信号的TGT等于TRTD，按照这些参数，用户设备在收到基站下行信号的最后一个OFDM符号后，延迟时间TD＝TG-TCP后发送随机接入突发信号；基站接收随机接入突发信号的精确的FFT检测窗口比上行子帧的开始边界延迟了时间TG-TIPmax。
对LTE FDD系统，按照如图5所示的随机接入突发信号的结构，当随机接入突发信号在一个上行子帧内传输时，它只能支持一定范围之内的小区覆盖半径。在不对其他用户设备的上行传输产生干扰的情况下，第一种增大随机接入信道所支持的覆盖范围的方法是在随机接入信道所在上行子帧的前一个上行子帧内，基站配置这个子帧的后NF个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息。即通过NF个SCFDMA符号对应的时间是TF，这时随机接入信道的时间增加了TF，即TRA＝TSF+TF，从而随机接入信道可以支持更大的小区覆盖范围。第二种增大随机接入信道所支持的覆盖范围的方法是在随机接入信道所在上行子帧的后一个上行子帧内，基站配置这个子帧的前NB个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息。即通过NB个SCFDMA符号对应的时间是TB，这时随机接入信道的时间增加了TB，即TRA＝TSF+TB，从而随机接入信道可以支持更大的小区覆盖范围。第二种增大随机接入信道所支持的覆盖范围的方法是在随机接入信道所在上行子帧的前一个上行子帧内，基站配置其后NF个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息，记NF个SCFDMA符号对应的时间是TF；同时，在随机接入信道所在上行子帧的后一个上行子帧内，基站配置其前NB个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息，记NB个SCFDMA符号对应的时间是TB。这样，随机接入信道的时间TRA＝TSF+TF+TB，从而随机接入信道可以支持更大的小区覆盖范围。
在LTE类型1TDD系统中，构造空闲时间的方法是通过基站停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的后部的若干个OFDM符号，这里每个OFDM符号及其CP的时间长度大于70μs，即每空闲一个下行OFDM符号及其CP，可以使支持的小区半径增加大约10公里。所以按照这种方法，LTE类型1TDD系统支持的小区覆盖范围是以10公里的粒度变化。为了支持以更小的粒度来配置小区的覆盖范围，一种构造空闲时间的方法是基站停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的后部的n(n大于等于0)个完整的OFDM符号，并对倒数第n+1个OFDM符号进行处理从而空闲这个OFDM符号的一部分时间。这里对倒数第n+1个OFDM符号处理的方法是用比较小的FFT的大小来生成OFDM符号。记下行子帧的一般的OFDM符号的FFT的大小是NFFT，这个倒数第n+1个OFDM符号的FFT的大小是

这里K＝2k是2整数次幂，k是大于等于0的整数。按照FFT大小

生成的OFDM符号的时间长度是原来长度的

从而这个OFDM符号的以部分时间用作了IP。为了消除多径信道的影响，这个按照FFT大小

生成的OFDM符号添加与倒数第n+1个OFDM符号相同长度的CP。
实施例 本部分给出了该发明的六个实施例，为了避免使本专利的描述过于冗长，在下面的说明中，略去了对公众熟知的功能或者装置等的详细描述。
第一实施例 本实施例中描述LTE类型1TDD系统的随机接入突发信号的结构设计。这里假设用户设备在收到基站发送的最后一个下行OFDM符号的结束的时刻延迟时间TD之后发送随机接入突发信号。这里TD的长度大于等于0。当TD等于0时，相当于用户设备在收到基站发送的最后一个下行OFDM符号的结束时刻发送随机接入突发信号。
如图6所示，基站通过停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的后部的若干个OFDM符号获得了长度为TIP空闲时间。随机接入突发信号不能占用UL->DL的转换时间TUD，所以随机接入突发信号的结构参数满足公式TCP+TPRE+TGT＝TIP-TD+TSF-TUD＝TRA。这样，对近处的UE，其前导信号到达基站时正好位于随机接入FFT检测窗口内。对远处的UE，其前导信号到达基站时的结束时刻距离上行子帧的边界的时间是TUD，即UL->DL的转换时间的长度。通过随机接入突发信号的循环前缀保证远处的UE的随机接入信号在FFT检测窗口内的信号是前导信号的循环移位。
第二实施例 本实施例中描述LTE类型2TDD系统的随机接入突发信号的结构设计。这里假设用户设备在收到基站发送的DwPTS的结束的时刻延迟时间TD之后发送随机接入突发信号。这里TD的长度大于等于0。当TD等于0时，相当于用户设备在收到基站发送的DwPTS的结束时刻发送随机接入突发信号。
如图7所示，随机接入突发信号可以占用上行子帧的TI，即占用UL->DL的转换时间TUD，所以随机接入突发信号的结构参数满足公式TCP+TPRE+TGT＝TIP-TD+TSF＝TRA。这样，对近处的UE，其前导信号到达基站时正好位于随机接入FFT检测窗口内。对远处的UE，其前导信号到达基站时的结束时刻是上行子帧的边界处。通过随机接入突发信号的循环前缀保证远处的UE的随机接入信号在FFT检测窗口内的信号是前导信号的循环移位。
第三实施例 本实施例中描述在随机接入突发信号占用的频率和其他剩余的传输上行数据的频率上配置不同长度的空闲时间的方法。
如图8所示，一方面，在DL->UL转换点处的下行子帧的后部的5个OFDM符号内，基站在与上行随机接入突发信号占用的频率相同的频率上不发送任何信息，这5个OFDM符号的时间约为TIPR等于357μs；；另一方面，在DL->UL转换点处的下行子帧的后部的4个OFDM符号内，基站在上行随机接入突发信号占用的频率以外频率上不发送任何信息，这4个OFDM符号的时间约为TIPD等于285.6μs。TIPR和上行子帧的时间用于传输随机接入信道，所以随机接入信道的时间大约是。1.357μs，所以随机接入突发信号的TCP或者TGT的时间大约为278μs。这个时间与TIPD的时间基本相等。这样，系统在空闲了5个OFDM符号来传输随机接入信道，空闲4个OFDM符号来传输下行数据，从而降低了因为获得空闲时间带来的系统开销。
第四实施例 本实施例中LTE类型1TDD系统中，当IP决定的小区覆盖范围小于随机接入突发信号能够支持的覆盖范围时的优化方法。具体的说，优化基站通过停止发送DL->UL转换点处的下行子帧的一个或者两个OFDM符号来获得IP时的随机接入突发信号的结构。
如图9所示，按照停止发送下行子帧的两个OFDM符号获得IP来确定随机接入突发信号的FFT检测窗口的位置。在示例一中，记停止发送下行子帧的两个OFDM符号获得IP的长度为TIP2，用户设备在收到基站下行信号的最后一个OFDM符号后，延迟时间TD＝0.2ms-TCP后发送随机接入突发信号，相应地，基站接收随机接入突发信号的精确的FFT检测窗口比上行子帧的开始边界延迟了时间0.2ms-TIP2。在示例二中，对按照停止发送下行子帧的一个OFDM符号获得IP的场景，记IP长度为TIP1，配置其随机接入FFT检测窗口的位置与停止发送下行子帧的两个OFDM符号获得IP的场景的FFT检测窗口的位置相同，其TCP的长度根据TIP1来计算。
第五实施例 本实施例中描述了在LTE类型1FDD系统中，增加随机接入信道所支持的小区覆盖范围的方法。当LTE类型1FDD系统的随机接入信道在一个上行子帧内配置时，其可以支持的小区半径大约是15公里。
如图10所示，在示例一中，在随机接入信道所在上行子帧的前一个上行子帧内，基站配置这个子帧的后4个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息。4个SCFDMA符号的时间大约是286μs，这样随机接入信道的时间从1ms增加到大约1.286ms，其可以支持的小区半径大约为36公里。在示例二中，在随机接入信道所在上行子帧的前一个上行子帧内，基站配置其后2个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息，4个SCFDMA符号的时间大约是143μs；同时，在随机接入信道所在上行子帧的后一个上行子帧内，基站配置其前2个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息，同样其时间约为143μs。这样随机接入信道的时间一共增加了大约286μs，即从1ms增加到大约1.286ms，其可以支持的小区半径大约为36公里。
第六实施例 本实施例中描述了在LTE类型1FDD系统中，以更小的粒度来配置空闲时间，从而以更小的粒度配置小区覆盖范围的方法。这里假设配置空闲时间的粒度是半个OFDM符号的时间长度，及记一般OFDM符号的FFT大小是NFFT，这个OFDM符号的FFT大小是
如图11所示，在DL->UL转换点处的下行子帧(1101)的后部，倒数第一个完整的OFDM符号及其CP(1102)停止发送；另外倒数第二个OFDM符号(1104)用大小为

的FFT生成，并添加一般的CP(1105)，这样得到相当于半个OFDM符号的长度的空闲时间(1103)，从而总的空闲时间为104.7μs，其可以支持的小区半径大约为15.6公里，从而增加了一种小区覆盖半径。
尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。
权利要求
1.一种配置随机接入信道的方法，包括如下步骤
a)基站配置随机接入突发信号的循环前缀的长度，这里循环前缀的长度由空闲时间的长度、上行子帧的长度和随机接入前导信号的长度确定；
b)用户设备按照基站的配置发送随机接入突发信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，随机接入突发信号的循环前缀TCP＝TIP+TSF-TUD-TPRE-TGT。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，随机接入突发信号的循环前缀TCP＝(TIP-TD)+TSF-TUD-TPRE-TGT。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，在LTE类型2TDD系统中，上行子帧后部的TI可用于传输随机接入突发信号，随机接入突发信号的循环前缀TCP＝TIP+TSF-TPRE-TGT。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，在LTE类型2TDD系统中，上行子帧后部的TI可用于传输随机接入突发信号，随机接入突发信号的循环前缀TCP＝(TIP-TD)+TSF-TPRE-TGT。
6.一种配置随机接入信道和发送下行信息的方法，包括如下步骤
a)在DL-＞UL转换点处的下行子帧的后部的NR个OFDM符号内，基站在与上行随机接入突发信号占用的频率相同的频率上不发送任何信息，并用于传输随机接入突发信号，记其时间为TIPR；
b)在DL-＞UL转换点处的下行子帧的后部的ND个OFDM符号内，基站在上行随机接入突发信号占用的频率以外频率上不发送任何信息，作为上下行数据传输的DL-＞UL转换时间，记其时间为TIPD。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，NR＞ND，相应地
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，随机接入突发信号的循环前缀
9.一种配置随机接入信道和发送上行信息的方法，包括如下步骤
a)基站根据空闲时间的长度和上行子帧的长度配置随机接入突发信号的发送时间和循环前缀的长度；
b)基站在DL-＞UL转换点处的上行子帧的前面分配若干个特殊的上行符号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，这些增加的符号可以构成一个特殊的上行子帧，或者传输用于测量上行信道的参考信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，这些增加的上行SCFDMA符号只在随机接入突发信号占用的频率以外的频率上分配。
12.一种降低随机接入信道的干扰的方法，包括如下步骤
a)基站根据最长的IP来计算随机接入FFT检测窗口的位置；
b)基站配置其他长度时，采用相同位置的随机接入FFT检测窗口。
13.一种在FDD系统中配置随机接入信道的方法，包括如下步骤
a)基站在发送随机接入突发信号的上行子帧的相邻上行子帧内停止发送若干个SCFDMA符号，从而增加随机接入突发信号的发送时间和循环前缀的长度；
b)用户设备按照基站的配置发送随机接入突发信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，基站在随机接入信道所在上行子帧的前一个上行子帧内，配置其后NF个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，基站在随机接入信道所在上行子帧的后一个上行子帧内，配置其前NB个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，基站在随机接入信道所在上行子帧的前一个上行子帧内，配置其后NF个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息；同时，在随机接入信道所在上行子帧的后一个上行子帧内，配置其前NB个SCFDMA符号在与随机接入信道占用的频率相同的频率上不发送任何信息。
17.一种构造空闲时间的方法，包括如下步骤
a)基站停止发送DL-＞UL转换点处的下行子帧的后部的n(n大于等于0)个完整的OFDM符号；
b)基站对倒数第n+1个OFDM符号进行处理从而空闲这个OFDM符号的一部分时间。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，这个OFDM符号处理的方法是用比较小的FFT的大小来生成，并添加一般长度的CP。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，记下行子帧的一般的OFDM符号的FFT的大小是NFFT，这个倒数第n+1个OFDM符号的FFT的大小是
这里K＝2k是2整数次幂，k是大于等于0的整数。
全文摘要
配置随机接入信道的方法，基站配置随机接入突发信号的循环前缀的长度，这里循环前缀的长度由空闲时间的长度、上行子帧的长度和随机接入前导信号的长度确定；用户设备按照基站的配置发送随机接入突发信号。
文档编号H04Q7/38GK101299873SQ20071010157
公开日2008年11月5日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者李迎阳, 张玉建, 李小强, 李周镐 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社