專利名稱：Ofdma系統(tǒng)隨機接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種隨機接入多用戶檢測方案。
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。第三代合作伙伴計劃(3GPP, The 3rd GenerationPartnership Project)和美國電氣及電子工程師協(xié)會(IEEE, Institute of Electricaland Electronics Engineers)以及WiMAX論壇制定的移動通信系統(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，隨機接入是很關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因為在終端設(shè)備(UE，UserEquipment)與小區(qū)基站進行通信之前，小區(qū)基站需要通過隨機接入過程才能識別不同的UE，并針對不同UE的信道環(huán)境配置相應(yīng)的時頻資源，調(diào)整各自UE的信號發(fā)送時間，從而保證不同用戶信號到達基 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)之間進行切換都要通過隨機接入過程向基站請求相應(yīng)的時頻資源。隨機接入過程分為兩類:當(dāng)終端用戶已經(jīng)與系統(tǒng)取得上行同步時稱為同步隨機接入過程(Synchronized Random Access),否則稱為非同步隨機接入過程(Non-synchronizedRandom Access).二者最大的區(qū)別在于，非同步隨機接入要估計和調(diào)整終端的發(fā)送時鐘，保證同步誤差控制在循環(huán)前綴(CP, Cyclic Prefix)范圍之內(nèi)。隨機接入過程一般包含兩部分，多用戶檢測和時延估計。傳統(tǒng)的隨機接入方案過程是:小區(qū)基站在全小區(qū)廣播正交碼集，不同的用戶在隨機接入碼集中隨機挑選正交碼，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，將信號與正交碼集合中所有的正交碼作相關(guān)運算，根據(jù)相關(guān)值區(qū)分不同的用戶，再根據(jù)運算得到的峰值位置估計檢測到的不同用戶的傳輸時延?；就ㄟ^下行控制信道向檢測到的接入用戶發(fā)送確認信息及調(diào)整參數(shù)，隨機接入過程結(jié)束。如果接入用戶沒有收到基站的確認信息，則調(diào)整自己的發(fā)送時間和發(fā)送功率再次重復(fù)發(fā)送接入碼。傳統(tǒng)的隨機接入過程利用相干檢測的方法確定隨機接入用戶的數(shù)目，并根據(jù)計算得到的峰值位置來確定每個用戶的傳輸時延，因此系統(tǒng)容量由隨機接入碼集的大小決定。在系統(tǒng)頻偏比較小的情況下，這樣的相干檢測方法高效準(zhǔn)確，但當(dāng)頻偏較大尤其是高速移動時，信道環(huán)境在多個發(fā)送符號之間急劇變化，由于OFDMA系統(tǒng)對頻偏天然的敏感性使得頻域信號失真嚴(yán)重，這導(dǎo)致信號之間的正交性遭到嚴(yán)重破壞，從而損害了檢測性能，時延估計的偏差增大。此外由于基站端對接收信號都要和每一個隨機接入碼集的碼字作相關(guān)運算，造成計算的復(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)中上行隨機接入方案存在的上述問題，提出了一種OFMDA系統(tǒng)中隨機接入方案，稱為抗雙衰落隨機接入方案；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)隨機接入方法，包括如下步驟:S1.基站根據(jù)發(fā)送信號的符號持續(xù)時間以及小區(qū)半徑確定隨機接入相位偏移集；S2.在步驟SI得到的相位偏移集中，小區(qū)內(nèi)接入用戶隨機挑選偏移相位，并生成頻域信號；S3.小區(qū)內(nèi)的接入用戶發(fā)起隨機接入過程，在上行鏈路發(fā)送接入信號，基站對信號進行檢測，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，并對其傳輸時延進行估計。進一步的，步驟SI所述的確定隨機接入相位偏移集具體計算過程如下:Pset= {O, L, 2L,..., (K-1) L} 式(I)
其中，Pset為隨機接入相位偏移集，
權(quán)利要求
1.一種OFDMA系統(tǒng)隨機接入方法，包括如下步驟: 51.基站根據(jù)發(fā)送信號的符號持續(xù)時間以及小區(qū)半徑確定隨機接入相位偏移集； 52.在步驟SI得到的相位偏移集中，小區(qū)內(nèi)接入用戶隨機挑選偏移相位，并生成頻域信號; 53.小區(qū)內(nèi)的接入用戶發(fā)起隨機接入過程，在上行鏈路發(fā)送接入信號，基站對信號進行檢測，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，并對其傳輸時延進行估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDMA系統(tǒng)隨機接入方法，其特征在于，步驟SI所述的確定隨機接入相位偏移集具體計算過程如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的OFDMA系統(tǒng)隨機接入方法，其特征在于，步驟S2的具體過程如下: 對于第i個隨機接入用戶，首先從基站的廣播信息中獲得的隨機接入相位偏移集Psrt中挑選一個相位爐,e ，然后產(chǎn)生第i個用戶的頻域隨機接入信號: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個隨機接入用戶的隨機接入信道的子載波的個數(shù)，C(k)表示隨機接入碼，表示相位旋轉(zhuǎn)因子，N表示FFT長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的OFDMA系統(tǒng)隨機接入方法，其特征在于，步驟S3具體過程如下:假設(shè)第i個隨機接入用戶的傳輸時延是屯，并且第i個隨機接入用戶和第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，最后第m根天線上接收到的信號:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OFDMA系統(tǒng)隨機接入方法，包括步驟基站根據(jù)發(fā)送信號的符號持續(xù)時間以及小區(qū)半徑確定隨機接入相位偏移集；在得到的相位偏移集中，小區(qū)內(nèi)接入用戶隨機挑選偏移相位，并生成頻域信號；小區(qū)內(nèi)的接入用戶發(fā)起隨機接入過程，在上行鏈路發(fā)送接入信號，基站對信號進行檢測，判定是否有用戶接入系統(tǒng)；確定接入系統(tǒng)的用戶序號，并對其傳輸時延進行估計。本發(fā)明的方法通過不同的接入用戶在接收端的檢測窗口中的時間延遲不同，綜合處理同一用戶不同天線的信號，檢測出隨機接入的用戶數(shù)目，并估計各自的傳輸時延。本發(fā)明的方法降低了高多普勒環(huán)境下的隨機接入的誤檢率和漏檢率，對各用戶的傳輸時延有較好的估計。
文檔編號H04W74/08GK103249171SQ20131019504
公開日2013年8月14日 申請日期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 申請人:電子科技大學(xué)