[发明专利]基于时分双工系统的短物理随机接入信道发送方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信系统中随机接入信号的发送，具体地，涉及基于时 分双工(Time Division Duplex，简称为TDD)系统的短物理随机接入信道发 送方法及系统。

背景技术

第三代合作伙伴项目(3^rd Generation Partnership Project，简称为3GPP) 的3G长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统在RAN1#50bis会 议之前定义了两类帧结构，其中，第二类帧结构(如图1所示)对应于时分 同步码分多址接入(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，简称为TD-SCDMA)的长期演进，采用时分双工(Time Division Duplex，简称为TDD)模式。

在第二类帧结构中，子帧0(subframe 0)固定传输下行数据；子帧1 -6中的前n个子帧用于传输上行数据，后6-n个子帧用于传输下行数据 (1≤n≤6)；特殊时隙DwPTS(Downlink Pilot Time Slot，下行传输时隙) 用于传输下行同步信息，GP(Guard Period，保护间隔)为下行和上行之间 的保护带，UpPTS(Uplink Pilot Time Slot，上行传输时隙)用于传输随机接 入信息。同时，为了支持大覆盖小区，1-6号子帧的前m个子帧也可以用 于传输随机接入信息，此时，在剩余的子帧中，前n个子帧可用作上行子帧 用于传输上行数据，后6-m-n个子帧则用作下行子帧用于传输下行数据。

此时，对于LTE系统的第二类帧结构而言，其优点是可以使LTE系统 与TD-SCDMA系统方便地实现邻频共存，即，只要使LTE系统的上/下行时 隙切换比例与TD-SCDMA系统的相同，就可以有效地避免两个系统之间的 相互干扰。但是，上述帧结构的缺点也是很明显的，例如：

(1)GP的设置非常不灵活。在该系统中，GP时隙长度等于50us，当 系统需要支持更大范围的覆盖时，GP的长度必须扩大，扩大GP的方法可以 是预留UpPTS时隙为GP时隙，或者预留UpPTS时隙和TS1为GP时隙。 这里需要注意，不能预留TS1的部分符号为GP，这是因为，上行控制信道 通常位于系统带宽的两边，持续时间为一个时隙，如果预留TS1(Time Slot， 时隙)的部分符号为GP，则上行控制信道的接收性能会严重下降；也不能 预留DwPTS及TS0的部分符号为GP，这是因为，P-SCH信号在DwPTS上 发送，S-SCH信号在TS0的最后1个符号发送，如果预留DwPTS及TS0的 部分符号为GP，则用户就可能无法接收P/S-SCH信号，而P/S-SCH信号是 用户接入系统首先需要接收的信号，如果用户无法正确接收P/S-SCH信号， 也就无法接入该系统。

(2)P/S-SCH信号位于下行时隙到上行时隙切换的边界处，如上所述， P/S-SCH信号是用户接入系统时首先需要接收的信号，因此，P/S-SCH信号 的功率通常会大于其它信号，在蜂窝环境下，由于P/S-SCH信号的功率较大， 会严重影响上行时隙信号的接收性能；

(3)DwPTS时隙的利用效率不高，当系统的带宽比较宽时，由于只有 P-SCH信号在系统带宽的中间带宽(1.25MHz)发送，因此DwPTS时隙的 利用效率会比较低；

(4)子帧持续时间较第一类帧结构的子帧短，上行覆盖范围比第一类 帧结构小。

(5)系统开销较第一类帧结构大，频谱利用低。

为了解决上述问题，3GPP RAN1#50bis会议上，通过了一个新的适用 于LTE系统TDD模式的帧结构，此帧结构将被定义为新的第二类LTE系统 帧结构(Type 2 frame structure)，作为唯一的LTE系统TDD模式的帧结构。

如图2所示(为了叙述方便，下面将此帧结构称为“新帧结构”，同时以 T_s＝1/(15000×2048)秒作为时间表示单位)。在这种“新帧结构”中，每个长 为307200×T_s＝10ms的无线帧被分成两个5ms半帧，一个半帧中包含5个长度 为1ms的子帧(编号从0到4)，除一个特殊子帧外，其余每个子帧都包含2 个长度为0.5ms的时隙。另外，上述的“新帧结构”还具有以下特点：