[发明专利]随机接入方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，并且更特别地，涉及一种随机接入方法及随机接入系统，其可以适用于诸如蜂窝移动通信系统。

背景技术

当前的无线移动通信系统，都需要支持一定数量的用户终端。系统包含一定数量的基站，每个基站需要和一定数量的用户同时通信。

用户终端随机分散在整个通信系统的基站覆盖范围内。当用户终端需要和基站进行通信时，需要发起随机接入过程。因此，随机接入技术在各种无线通信多址接入系统中占据重要地位。

随机接入信道通常由前缀和消息两部分组成。前缀的功能是实现上行同步、携带随机ID及其他信息等。消息部分通常携带连接请求信息等。本申请的内容主要涉及前缀部分。

随机接入前缀的设计需要考虑基站对于前缀序列的捕获难易程度。除了前缀使用的签名序列类型外，随机接入前缀占用的时域上的长度对于基站的捕获难易程度也有一定的影响。这是因为，任意单位时间内，终端发射的最大功率是有限的，只有通过时间上的积累，才能获得较大的检测能量。这样，占用较多时间片的前缀能够获得较大的检测能量，有利于基站对前缀序列的捕获；占用较少时间片的前缀获得的检测能量较小，在信道质量较差的情况下，基站对前缀序列的捕获较难。

另一方面，占用较多时间片的接入前缀需要较长的检测时间，即，只有基站接收到所有和前缀相关的时间片后，才能得到该接入前缀的检测能量。比如，在OFDM系统中，某个前缀占了3个物理帧，基站只有接收到这3帧后，才能得到检测信号。对于占用时间片较少的前缀序列，检测的时间较短。因此，对于占用不同时域长度的前缀序列，各有优缺点，适合不同情况下的应用。

图1示出了现有的一种随机接入前缀(preamble)的设计。该方案针对不同的小区大小设计了3种占用不同时间长度的前缀序列。对于小的小区(小于13公里)，使用preamble format(前缀格式)1，占用一个子帧；对于较大的小区(13公里到28公里)，使用preamble format 2，占用两个子帧，前缀序列在时域上重复了一次；对于大的小区(超过28公里)，使用preamble format 3，占用3个子帧，前缀序列在时域上重复了两次。此外，保护时间也是随着小区的增大而加长。

该方案的好处是：对于小的小区，有较短的随机接入周期，随机接入前缀占用较少的时频信道资源，通常，小的小区是市内繁忙区的小区，这些区内分布了较多的用户，较短的接入周期，及占用较少的时频信道资源，有利于多个用户的频繁接入，保证了小区随机接入的效率；对于大的小区，小区边缘的用户离基站较远，用户发射的信号有较大的路径损耗；长的随机接入前缀时基站有较大的检测能量，有利于抵消路径损耗的影响，提高基站捕获前缀的能力。大的保护时间(Guard time)可以使上行同步搜索时容忍较大的同步误差，有利于小区边缘的用户的随机接入同步。

同时，上述的技术方案也有其自身的缺陷：对于较大的小区，采用了时域较长的前缀序列。虽然有利于小区边缘离基站较远的用户的随机接入，但是对于这些小区中离基站较近的用户，由于前缀序列过长，不仅浪费了物理信道资源，还延长了随机接入的时间，降低了随机接入的效率。在CDMA 2000及其后续发展中，由于随机接入信道长度受限，所以本方法无法使用。

另外，在另一种相关技术中，前缀序列的长度只有一种，即均采用长度为1024的Walsh序列，它和其它反向控制信道一起以CDMA的方式组成一个反向控制块，在OFDM系统中每隔5个物理帧以图2所示方式在整个频带上随机选择一个子带(128个连续的子载波，8个连续的OFDM符号)发送，这样可以获得频域的分集效果。类似地，该相关技术方案也不能灵活地支持不同大小的小区或者不同质量的信道。同时，由于两个反向控制块不连续，所以延长前缀序列的方法也不可用。

通过以上对根据相关技术的技术方案的描述中可以看出，相关的技术方案不能灵活地支持大小不同的小区或者不同质量的信道，因此基站对随机接入序列的捕获概率较低。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明实施例提供了一种随机接入方法和随机接入系统，其按照一定规则将小区分类，并且对不同的小区采用不同的随机接入序列，提高了随机接入的速度，并且提高了系统的整体性能。

根据本发明的一个实施例，提供了一种随机接入方法，