無線網絡中的隨機接入方法和用戶設備的製作方法

2023-04-28 06:26:31 1

專利名稱：無線網絡中的隨機接入方法和用戶設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種無線網絡中的隨機接入方法和用戶設備。
背景技術：
隨機接入在無線網絡中起著重要的作用，是用戶進行初始連接、切換、連接重建立、從空閒模式轉換到連接模式時重新恢復上行同步以及上行相應資源請求的唯一策略。在用戶設備(UE)發起隨機接入後，它首先必須與小區建立同步，在UE接入時，由於空間傳輸有延時，因此UE發送的用於接入的前導(Preamble)碼到達基站時，會有一定傳播時延，如圖I所示，隨機接入前導信號包括循環前綴(CP)、接入前導序列的前導碼和保護間隔(GT)。如果基站接收到的前導碼落在隨機接入時間窗的範圍內，此時可以準確的提取出前 導碼，從而進行有效的隨機接入過程。在第三代移動通信無線系統(如LTE)中，按照現有的標準規範，小區的最大覆蓋半徑為100km，現有的LTE隨機接入技術支持的最大小區半徑為100km。然而，在類似航空通信，輪船等專網通信環境中，小區半徑一般在IOOkm以上，甚至能達到200km。此時UE發送的前導碼就很容易超出隨機接入時間窗，這時如果利用傳統的小區接入模式，基站接收的前導碼就會落入下一個子幀，就會對下一子幀其他用戶的數據造成幹擾，破壞了子載波之間的正交性，造成隨機接入失敗。為了使隨機接入支持大覆蓋的場景，一些公司提出了對GT進行擴展，將其擴展至時隙I (TSl)區域，通過增加時隙長度來支持超大半徑小區，如圖2所示，顯示了上行隨機接A時隙在幀結構中的位置。上述的現有方案至少具有如下缺點現有方案通過增加GT長度來支持超大半徑小區，犧牲一個業務時隙作為上下行保護時隙，這樣導致犧牲了 16%的網絡容量，不但浪費了寶貴的系統帶寬，消耗了系統的資源，而且需要修改對現行的標準進行修改，網絡兼容性較差。

發明內容
本發明提供的一種無線網絡中的隨機接入方法和用戶設備，以解決現有方案佔用較大系統帶寬、消耗過多系統資源以及兼容性較差的問題。為達到上述目的，本發明實施例採用了如下技術方案本發明實施例提供了一種無線網絡中的隨機接入方法，該方法包括獲取用戶設備UE到基站的距離的估計量；根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量；在發起隨機接入時，使所述UE按照所確定的時間提前量向基站發送隨機接入前導碼。本發明實施例還提供了一種用戶設備，所述用戶設備UE包括隨機接入控制裝置，
所述隨機接入控制裝置，包括距離估計量獲取單元，用於獲取UE到基站的距離的估計量；時間提前量確定單元，用於根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量;隨機接入單元，用於在發起隨機接入時，使所述UE按照所確定的時間提前量向基站發送隨機接入前導碼，執行隨機接入過程。本發明實施例的有益效果是本發明實施例提供了一種能夠有效適用於大區域覆蓋場景的新型的隨機接入方案，通過根據UE到基站的距離確定UE發送隨機接入前導碼的時間提前量，確保了 UE發送的前導碼能夠落在基站側的隨機接入時間窗內，從而保證了 UE能夠成功地隨機接入超大半徑小區。·本方案無需對現有標準中前導碼結構中的GT長度進行改動，能夠較好地兼容現有的網絡資源，且操作簡單可靠，佔用的系統帶寬較小，提高了系統資源的利用率。


圖I為顯示了隨機接入空間傳輸延時的示意圖；圖2為顯示了上行隨機接入時隙在幀結構中位置的示意圖；圖3為本發明實施例提供的一種無線網絡中的隨機接入方法流程示意圖；圖4為隨機接入前導信號的格式示意圖；圖5為基站接收UE發送的前導碼的隨機接入時間窗口 ；圖6為本發明實施例提供的一種隨機接入過程流程圖；圖7為本發明實施例提供的一種用戶設備的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。本方案適用於各種大區域覆蓋的場景，例如覆蓋民用飛行器活動空域的場景，覆蓋輪船和鑽井平臺海域的場景，覆蓋磁懸浮列車、高速鐵路運行區域的場景，這些場景都是未來組網覆蓋不可或缺的部分。而這些應用場景屬於典型的覆蓋受限系統，本方案針對這些場景，提出了滿足大於100km(比如200km以上)的覆蓋半徑需求的可實施的解決方案。參見圖3，為本發明實施例一提供的一種無線網絡中的隨機接入方法，包括31 :獲取用戶設備(UE)到基站的距離的估計量；32 :根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量；33 :在發起隨機接入時，使所述UE按照所確定的時間提前量向基站發送隨機接入前導碼，執行隨機接入過程。上述步驟31至33可以在終端側(如UE上)執行。進一步的，上述步驟31可以在下行同步後，利用對下行信號的測量來實現。由上所述，本發明實施例提供了一種能夠有效適用於大區域覆蓋場景的新型的隨機接入方案，通過根據UE到基站的距離確定UE發送隨機接入前導碼的時間提前量，確保了UE發送的前導碼能夠落在基站側的隨機接入時間窗內，從而保證了 UE能夠成功地隨機接入超大半徑小區。本方案無需對現有標準中前導碼結構中的GT長度進行改動，能夠較好地兼容現有的網絡資源，且操作簡單可靠，佔用的系統帶寬較小，提高了系統資源的利用率。為了便於清楚地說明本發明實施例的技術方案，對所關聯的一些技術要點進行介紹。在第三代移動通信LTE中，小區的覆蓋能力由物理隨機接入信道(PRACH)信道的覆蓋半徑決定，其受幾個因素影響，參見圖4，包括CP長度TeP(容忍的時延擴展和迴環時延RTD)、接入前導碼序列長度Tseq(抗幹擾能力、檢測成功率)和保護間隔(GT)長度TCT，其中，如圖4上部的單向箭頭所示，接入前導序列的後部分可以用於實現CP。參見表1，顯示了各種前導碼格式(format)所能支持的小區覆蓋範圍。
表I
權利要求
1.一種無線網絡中的隨機接入方法，其特徵在於，所述方法包括 獲取用戶設備UE到基站的距離的估計量； 根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量； 在發起隨機接入時，使所述UE按照所確定的時間提前量向基站發送隨機接入前導碼，執行隨機接入過程。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述獲取用戶設備UE到基站的距離的估計量包括 根據所述UE的全球定位系統GPS的定位信息，獲知所述估計量；或者， 利用如下公式，根據路徑損耗模型，計算得到所述估計量
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量包括 當所述估計量滿足
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括為所述估計量設置估算誤差和估算權重， 所述根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量包括 根據所述估計量、估算誤差和估算權重，確定所述UE隨機接入的時間提前量。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述根據所述估計量、估算誤差和估算權重，確定所述UE隨機接入的時間提前量包括 利用所述估算誤差和估算權重更新所述估計量； 當所述更新後的估計量滿足2 ( Y d+ △ d) /C GT時，通過如下公式確定所述UE隨機接入的時間提前量t = 2 ( y d+ A d) /C-GT 其中，t表示UE隨機接入的時間提前量，d表示估計量，Ad表示估算誤差，Y表示估算權重，C表示光速，GT表示保護間隔。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述根據所述估計量、估算誤差和估算權重，確定所述UE隨機接入的時間提前量包括 當所述估計量、估算誤差和估算權重滿足
7.一種用戶設備，其特徵在於，所述用戶設備UE包括隨機接入控制裝置， 所述隨機接入控制裝置，包括 距離估計量獲取單元，用於獲取UE到基站的距離的估計量； 時間提前量確定單元，用於根據所述估計量，確定所述UE隨機接入的時間提前量；隨機接入單元，用於在發起隨機接入時，使所述UE按照所確定的時間提前量向基站發送隨機接入前導碼，執行隨機接入過程。
8.根據權利要求7所述的用戶設備，其特徵在於，所述時間提前量確定單元，用於當所述估計量滿足@<07時，確定所述UE隨機接入的時間提前量的範圍為當所述估計量滿足時，確定所述UE隨機接入的時間提前量的範圍為
9.根據權利要求7所述的用戶設備，其特徵在於，所述隨機接入控制裝置還包括誤差設置單元， 所述誤差設置單元，用於為所述估計量設置估算誤差和估算權重； 所述時間提前量確定單元，用於根據所述估計量、估算誤差和估算權重，確定所述UE隨機接入的時間提前量。
10.根據權利要求9所述的用戶設備，其特徵在於， 所述時間提前量確定單元，用於利用所述估算誤差和估算權重更新所述估計量；當所述更新後的估計量滿足2 ( Y d+ △ d) /C GT時，通過如下公式確定所述UE隨機接入的時間提前量 t = 2( y d+A d)/C_GT,其中，t表示UE隨機接入的時間提前量，d表示估計量，A d表示估算誤差，Y表示估算權重，C表示光速，GT表示保護間隔； 或者， 所述時間提前量確定單元，用於當所述估計量、估算誤差和估算權重滿足2( Y d+Ad)/C < GT時，確定所述UE隨機接入的時間提前量為零；當所述估計量、估算誤差和估算權重滿足GT-2 A d/C ^ 2 y d/C ( GT+2 A d/C,確定所述UE隨機接入的時間提前量為t = GT/2 ；當所述估計量、估算誤差和估算權重滿足GT < 2 ( Y d- A d) /C時，確定所述UE隨機接入的時間提前量為t = GT,其中，t表示UE的時間提前量,d表示估計量，Ad表示估算誤差，y表示估算權重，C表示光速，GT表示保護間隔。
全文摘要
本發明公開了一種無線網絡中的隨機接入方法和用戶設備。本發明實施例提供的一種無線網絡中的隨機接入方法包括獲取UE到基站的距離的估計量，根據所述估計量，確定UE隨機接入的時間提前量，在發起隨機接入時，使UE按照所確定的時間提前量向基站發送隨機接入前導碼，執行隨機接入過程。本方案能夠有效實現大區域覆蓋場景下的隨機接入，操作簡單可靠，佔用的系統帶寬較小，資源的利用率較高。
文檔編號H04W74/08GK102711273SQ201210117060
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者吳群英, 方曉波, 汝聰翀, 褚紅髮 申請人:北京創毅訊聯科技股份有限公司