專利名稱：Ofdma系統(tǒng)隨機(jī)接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隨機(jī)接入多用戶檢測(cè)方案。
背景技術(shù)：
正交頻分多址接A(0FDMA, Orthogonal Frequency Division Access)是一種基于正交頻分復(fù)用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)數(shù)字調(diào)制技術(shù)的多用戶接入的形式。第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP, The 3rd GenerationPartnership Project)和美國(guó)電氣及電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE, Institute of Electricaland Electronics Engineers)以及WiMAX論壇制定的移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),使用正交頻分多址接入技術(shù)，以及MIMO (Multiple-1nput Multiple-Output)的分集天線技術(shù)。LTE/WiMAX系統(tǒng)中，隨機(jī)接入是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因?yàn)樵诮K端設(shè)備(UE，UserEquipment)與小區(qū)基站進(jìn)行通信之前，小區(qū)基站需要通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程才能識(shí)別不同的UE，并針對(duì)不同UE的信道環(huán)境配置相應(yīng)的時(shí)頻資源，調(diào)整各自UE的信號(hào)發(fā)送時(shí)間，從而保證不同用戶信號(hào)到達(dá)基 站接收端的正交性。終端用戶在小區(qū)搜索之后建立通信鏈路之前，或者在小區(qū)之間進(jìn)行切換都要通過(guò)隨機(jī)接入過(guò)程向基站請(qǐng)求相應(yīng)的時(shí)頻資源。隨機(jī)接入過(guò)程分為兩類:當(dāng)終端用戶已經(jīng)與系統(tǒng)取得上行同步時(shí)稱為同步隨機(jī)接入過(guò)程(Synchronized Random Access),否則稱為非同步隨機(jī)接入過(guò)程(Non-synchronizedRandom Access).二者最大的區(qū)別在于，非同步隨機(jī)接入要估計(jì)和調(diào)整終端的發(fā)送時(shí)鐘，保證同步誤差控制在循環(huán)前綴(CP, Cyclic Prefix)范圍之內(nèi)。隨機(jī)接入過(guò)程一般包含兩部分，多用戶檢測(cè)和時(shí)延估計(jì)。傳統(tǒng)的隨機(jī)接入方案過(guò)程是:小區(qū)基站在全小區(qū)廣播正交碼集，不同的用戶在隨機(jī)接入碼集中隨機(jī)挑選正交碼，然后在特定的子載波上傳輸不同的正交碼，基站則在這些指定的子載波上提取信號(hào)，將信號(hào)與正交碼集合中所有的正交碼作相關(guān)運(yùn)算，根據(jù)相關(guān)值區(qū)分不同的用戶，再根據(jù)運(yùn)算得到的峰值位置估計(jì)檢測(cè)到的不同用戶的傳輸時(shí)延?；就ㄟ^(guò)下行控制信道向檢測(cè)到的接入用戶發(fā)送確認(rèn)信息及調(diào)整參數(shù)，隨機(jī)接入過(guò)程結(jié)束。如果接入用戶沒(méi)有收到基站的確認(rèn)信息，則調(diào)整自己的發(fā)送時(shí)間和發(fā)送功率再次重復(fù)發(fā)送接入碼。傳統(tǒng)的隨機(jī)接入過(guò)程利用相干檢測(cè)的方法確定隨機(jī)接入用戶的數(shù)目，并根據(jù)計(jì)算得到的峰值位置來(lái)確定每個(gè)用戶的傳輸時(shí)延，因此系統(tǒng)容量由隨機(jī)接入碼集的大小決定。在系統(tǒng)頻偏比較小的情況下，這樣的相干檢測(cè)方法高效準(zhǔn)確，但當(dāng)頻偏較大尤其是高速移動(dòng)時(shí)，信道環(huán)境在多個(gè)發(fā)送符號(hào)之間急劇變化，由于OFDMA系統(tǒng)對(duì)頻偏天然的敏感性使得頻域信號(hào)失真嚴(yán)重，這導(dǎo)致信號(hào)之間的正交性遭到嚴(yán)重破壞，從而損害了檢測(cè)性能，時(shí)延估計(jì)的偏差增大。此外由于基站端對(duì)接收信號(hào)都要和每一個(gè)隨機(jī)接入碼集的碼字作相關(guān)運(yùn)算，造成計(jì)算的復(fù)雜度也比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有雙衰落(多徑衰落和快衰落)信道環(huán)境下的OFDMA系統(tǒng)中上行隨機(jī)接入方案存在的上述問(wèn)題，提出了一種OFMDA系統(tǒng)中隨機(jī)接入方案，稱為抗雙衰落隨機(jī)接入方案；該方案的OFMDA系統(tǒng)的基站有M根天線，接入用戶有I根天線。本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法，包括如下步驟:S1.基站根據(jù)發(fā)送信號(hào)的符號(hào)持續(xù)時(shí)間以及小區(qū)半徑確定隨機(jī)接入相位偏移集；S2.在步驟SI得到的相位偏移集中，小區(qū)內(nèi)接入用戶隨機(jī)挑選偏移相位，并生成頻域信號(hào)；S3.小區(qū)內(nèi)的接入用戶發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程，在上行鏈路發(fā)送接入信號(hào)，基站對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判定是否有用戶接入系統(tǒng)。S4.根據(jù)步驟S3的判定確定接入系統(tǒng)的用戶序號(hào)，并對(duì)其傳輸時(shí)延進(jìn)行估計(jì)。進(jìn)一步的，步驟SI所述的確定隨機(jī)接入相位偏移集具體計(jì)算過(guò)程如下:Pset= {O, L, 2L,..., (K-1) L} 式(I)
其中，Pset為隨機(jī)接入相位偏移集，
權(quán)利要求
1.一種OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法，包括如下步驟: 51.基站根據(jù)發(fā)送信號(hào)的符號(hào)持續(xù)時(shí)間以及小區(qū)半徑確定隨機(jī)接入相位偏移集； 52.在步驟SI得到的相位偏移集中，小區(qū)內(nèi)接入用戶隨機(jī)挑選偏移相位，并生成頻域信號(hào); 53.小區(qū)內(nèi)的接入用戶發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程，在上行鏈路發(fā)送接入信號(hào)，基站對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判定是否有用戶接入系統(tǒng)。
54.根據(jù)步驟S3的判定確定接入系統(tǒng)的用戶序號(hào)，并對(duì)其傳輸時(shí)延進(jìn)行估計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法，其特征在于，步驟SI所述的確定隨機(jī)接入相位偏移集具體計(jì)算過(guò)程如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法，其特征在于，步驟S2的具體過(guò)程如下: 對(duì)于第i個(gè)隨機(jī)接入用戶，首先從基站的廣播信息中獲得的隨機(jī)接入相位偏移集Psrt中挑選一個(gè)相位爐,e ，然后產(chǎn)生第i個(gè)用戶的頻域隨機(jī)接入信號(hào):X,(k) = A,C(k)Wf,k = QX..V —I 式(2) 其中，Ai表示功率系數(shù)，Ns表示系統(tǒng)分配給第i個(gè)隨機(jī)接入用戶的隨機(jī)接入信道的子載波的個(gè)數(shù)，C(k)表示隨機(jī)接入碼，表示相位旋轉(zhuǎn)因子，N表示FFT長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法，其特征在于，步驟S3具體過(guò)程如下:假設(shè)第i個(gè)隨機(jī)接入用戶的傳輸時(shí)延是屯，并且第i個(gè)隨機(jī)接入用戶和第m根天線之間的信道頻域響應(yīng)是HiimGO，那么當(dāng)所有用戶都接入系統(tǒng)時(shí)，最后第m根天線上接收到的信號(hào):
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法，包括步驟基站根據(jù)發(fā)送信號(hào)的符號(hào)持續(xù)時(shí)間以及小區(qū)半徑確定隨機(jī)接入相位偏移集；在得到的相位偏移集中，小區(qū)內(nèi)接入用戶隨機(jī)挑選偏移相位，并生成頻域信號(hào)；小區(qū)內(nèi)的接入用戶發(fā)起隨機(jī)接入過(guò)程，在上行鏈路發(fā)送接入信號(hào)，基站對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判定是否有用戶接入系統(tǒng)；確定接入系統(tǒng)的用戶序號(hào)，并對(duì)其傳輸時(shí)延進(jìn)行估計(jì)。本發(fā)明的方法通過(guò)不同的接入用戶在接收端的檢測(cè)窗口中的時(shí)間延遲不同，綜合處理同一用戶不同天線的信號(hào)，檢測(cè)出隨機(jī)接入的用戶數(shù)目，并估計(jì)各自的傳輸時(shí)延。本發(fā)明的方法降低了高多普勒環(huán)境下的隨機(jī)接入的誤檢率和漏檢率，對(duì)各用戶的傳輸時(shí)延有較好的估計(jì)。
文檔編號(hào)H04W74/08GK103249171SQ20131019504
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者侯奇, 傅曉宇 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)