0097] 仅当UE与eNB同步时，UE可W发送化信号并且可W针对数据传输进行调度。即， RACH的主要规则是使得异步肥通过使用W下传输方案来执行无线接入:来自异步肥的信号 尽可能地相互正交或者相互不交叠。
[0098] 2.2.1随机接入使用和要求
[0099] RACH的主要功能是执行化初始接入和短消息发送。在WCDMA系统中，经由RACH执行 初始网络接入和短消息发送。相反，LTE系统不在RACH上发送短消息。与WCDMA系统相比， RACH与LTE系统中的传统化数据传输信道分开配置。
[0100] 即，PUSCH信号在LTE/LTE-A系统中不具有作为基本子载波间隔Δ f =15曲Z的符号 结构而是具有作为A fRA= 1.25曲Z的SC-抑MA结构。一旦在肥与eNB之间获得化同步，就针对 肥执行调度，W将正交资源分配给LTE系统中的肥。在W下相关情况下使用RACH:
[0101] (1)当UE处于RRC_C0N肥CT抓状态而没有化同步并且需要发送新化数据或者控制 信息(例如，触发事件测量报告)时；
[0102] (2)当UE处于RRC_C0N肥CT抓状态而没有化同步，接收新化数据，并且需要响应于 该新化数据来发送肯定应答/否定应答(ACK/NACK)信号时；
[0103] (3)当处于RRC_C0N肥CT抓状态的UE想要执行从当前服务小区到目标小区的切换 时；
[0104] (4)当UE需要用于定位该UE的定时提前(TA)，即，肥寻求定位在RRC_C0N肥CT抓状 态中时；
[0105] (5)当肥从RRC_IDLE状态过渡到RRC_C0N肥CT邸状态，例如用于初始接入或者位置 更新跟踪时；W及
[0106] (6)用于从无线链路故障恢复。
[0107] 2.2.2 RACH前导码结构
[010引图7例示了 RACH前导码的示例性结构。
[0109] 为了获取UL同步，肥在RACH上向BS发送RACH前导码（即，RACH信号）。RACH前导码由 循环前缀(CP)和RACH序列组成。BS考虑基于小区半径的保护时段(GT)来配置将被用于生成 RACH前导码的RACH参数。考虑最大信道延迟扩展+往返时间来配置CP，并且GT吸收往返时 间。通过将OFDM符号的最后部分插入前导码的CP间隔中来生成CP。因此，RACH接收器可W使 用CP来执行周期相关。
[0110] 参照图7,假设TA(Timing Advance)是0ms，即，UE已经与BS同步，肥将RACH前导码 发送到BS。因此，由BS附近的肥发送的前导码几乎与在BS处从肥接收的前导码对齐，并且由 小区边缘处的UE发送的前导码由于BS处的传播延迟导致被较晚接收，如图7中所示。因为BS 知道由每个肥发送的RACH序列，所WBS可W基于所检测的由每个肥发送的前导码的位置来 执行同步处理。
[0111] 2.2.3 RACH前导码序列类型
[0112] 多个序列可用于RACH前导码。其中，存在基于自相关的Zadoff-化u(ZC)序列和基 于互相关的伪随机序列。通常，如果小区内干扰是主要的（即，来自外部小区的干扰小），则 使用基于自相关的序列。相反，如果小区间干扰是主要的，则优选基于互相关的序列。
[0113] 在LTE系统中，出于W下理由来使用长度(N)839的ZC序列。
[0114] (1)使用相同频率-时间RACH资源的不同前导码之间的相关性应当小。
[0115] (2)小区间干扰应当根据小区大小被优化。即，如果更小的小区生成更多正交前导 码，贝化S的检测性能被改进。
[0116] (3)当存在更多正交前导码时，检测性能被改进。为了识别肥，LTE系统使用64个签 名（SignaUire)，然而WCDMA系统使用16个签名。
[0117] (4)BS的检测复杂度应被降低。
[0118] (5)还应当支持快速移动的肥。
[0119] 为了满足W上要求，在[等式1]中描述的ZC序列可W用于RACH前导码。
[0120] [等式 1]
[0121]
[0122] 在[等式1]中，u表示ZC序列的根索引，并且化c表示ZC序列的长度。
[0123] 然而，在[等式2]中描述的PN序列可W在用于识别UE的签名之间具有严重的小区 内干扰的环境中使用。
[0124] [等式 2]
[0125] xi(n+31) = (xi(n+3)+xi(n) )mod2
[0126] X2(n+31) = (X2(n+3)+X2(n+2)+X2(n+l)+X2(n) )mod2
[0127] c(n) = (xi(n+Nc)+X2(n+Nc) )mod2
[0128] 2.2.4 RACH前导码的传输频带
[0129] 在配置RACH前导码的传输频带时考虑的两个重要因素是用于UE的分集增益和发 送功率极限。与BS不同，功率放大器的性能被限制用于UE。因此，如果针对RACH前导码传输 分配宽频带，则每资源单位/资源元素的能量可W变低，然而可W使频率分集最大化。相反， 如果针对RACH前导码传输分配窄频带，则每资源单元/资源元素的能量可W变高，然而可W 使频率分集最小化。
[0130] 虽然1.081化、2.161化、4.51化和501化（分别具有6个1?8、12个1^、25个1^和50个 RB)是用于实际LTE RACH传输频带的候选，但是因为在RA01非检测概率比较时，6个RB足W 满足1 %的非检测概率，所W将1.08MHz最终确定为RACH传输频带。
[0131] 2.3用于配置反映高频带特性的RACH序列的零相关区(ZCZ)的方法
[0132] 当设计RACH序列时，RACH子载波间隔Δ fRA被设置的较小，为传统基本子载波间隔 A f的大约1 /12，W用于LTE系统中的数据。最终，在LTE系统中基本子载波间隔Δ f是15曲Z， 并且RACH子载波间隔Δ fRA是1.25曲Z。
[0133] 如果高频带信道的子载波间隔小于基本子载波间隔，则对多普勒频率的影响变 大，并且因此在BS处的RACH前导码的检测性能可能被降低。例如，W相同速度移动的UE在具 有30G化的中屯、频率的高频带中传输期间基本上经历了比在具有2G化的中屯、频率的频带中 传输期间强15倍的多普勒效应。结果，针对如在传统LTE系统中的高频带传输的RACH中的Δ fRA的减小会显著地降低性能。
[0134] 通常，当Δ fRA较小时，对应于有效信道的信道抽头(tap)的数量是1，并且因此BS可 W假设信道的有效多个路径的数量是1。因此，BS可W通过使用小的Δ fRA值对从UE发送的 RACH序列执行相关，来识别每个肥或估计定时差(Timing difference)。然而，针对高频信 道考虑了多普勒效应，并且因此应该将RACH子载波间隔设置为等于基本子载波间隔。在该 情况下，可W不假设对应于有效信道的信道抽头的数量是1。
[0135] 图8例示了当RACH子载波间隔小时，在BS处的有效单个路径的生成和序列的接收 的概念，并且图9例示了当RACH子载波间隔大时，有效多个路径的生成和BS处的序列的接收 的概念。
[0136] 参照图8,当在具有相对小的子载波间隔的RACH上发送ZC序列so，si，S2，S3，...， SN-1时，RACH传输符号的时域长度被加长，并且因此假设有效信道周期为单个抽头。即，图8 基于在由传统蜂窝系统(例如，LTE/LTE-A系统巧持的带宽中使用RACH前导码的假设。
[0137] 参照图9,当在具有相对大的子载波间隔的RACH上发送ZC序列so，si，S2，S3,...， SN-1时，RACH传输符号的时域长度被缩短，并且因此有效信道周期可W包括多个路径。在该 情况下，应该执行与在RACH前导码的每个序列采样的时段与L多个路径之间的交叠的数量 一样多的相关性。即，当子载波间隔更大时，多个路径的数量增加，并且将在BS中考虑的相 关性的数量也增加到多个路径的数量。结果，BS的RACH信号接收复杂度会快速增加。
[013引在图8和图9中，}10山^''血-读示发送1?4邸前导码的信道，并且30,31，32,33，...， SN-1表示ZC序列。为了最大化同步信号的检测性能，BS应该确保选择多个路径中的最靠前信 道抽头ho。如果BS能够仅选择hi，h2，h3,...，山-1，则在估计精确化TA时可能降低性能。
[0139] 3.用于检测化同步信号的方法
[0140] 本发明的实施方式提供适用于使用高频带的通信环境的、用于检测化同步信号的 方法。
[0141] 本发明提供用于考虑高频带的信道特征与同步信号的子载波间隔之间的关系来 设计同步信号检测滤波器的方法。由于高频带可W用于宽带通信，因此单个采样的时段可 W在时域中变得非常短。在该环境下，信道必须经历多路径信道延迟。因此，应该考虑多路 径信道延迟来设计同步信号检测滤波器。
[0142] 而且，为了使BSW低复杂度检测同步信号，提供两步同步信号检测处理。同时，如 果考虑ZCZ，则BS除了可W从每个肥检测同步信号W外，也可W估计每个肥发送同步信号的 精确符号定时。虽然本发明的实施方式设及适用于高频宽带通信环境的、用于检测化同步 信号的方法，但是运些方法的用法不限于小小区。
[0143] 现在，将给出用于设计检测作为高频带中的同步信号的RACH前导码的检测滤波器 的方法的描述。
[0144] 3.1同步信号检测滤波器的设计
[0145] 如果在高频带中存在用于多个用户的多路径延迟信道，贝化S可W仅通过对用于相 应的多个路径的序列相关性值求和，来检测精确的RACH序列。[等式3]描述了在多个路径延 迟信道上由BS接收的RACH信号。
[0146] [等式引
[0147] r = Snh+n
[0148] 在[等式3]中，r表示NX 1接收信号矢量，并且N表示在[等式1]中描述的ZC序列的 长度。假设循环移位"n = 0"的序列已被分配给第一肥(肥#1)。参照图9,如果接收信号矢量r 根据[等式3]配置，则每个元素可W通过[等式4]、[等式引和[等式6]限定。
[0149] [等式 4]
[0150]
[0151] [等式引
[0152] h=[ho hi h2 ... hL-i 0 0 ... 0]