[发明专利]宽带时分双工移动通信系统的物理层随机接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地涉及一种宽带时分双工移动通信系统的物理层随机接入方法。

背景技术

TD-SCDMA是第三代移动通信系统的三种大国际标准中唯一采用时分双工（TDD）方式，支持上下行非对称业务传输，在频谱利用上具有较大的灵活性。

现有的TD-SCMDA系统是一个码片速率为1.28Mcps，带宽为1.6MHz的系统。其数据部分和上下行的导频部分采用同样的信号格式。图1是现有TD-SCDMA系统的帧结构形式。在图1中，每一个子帧又分成7个常规时隙和3个特殊时隙。这三个特殊时隙分别为DwPTS、GP和UpPTS。在7个常规时隙中，TS0总是分配给下行链路，而TS1总是分配给上行链路。上行时隙和下行时隙之间时由转换点分开。DwPTS时隙是用于发送小区初搜的下行导频；UpPTS用于发送随机接入信号的上行接入时隙；GP是下行时隙向上行时隙转换的保护间隔，可以防止上下行信道间的相互干扰，其长度决定了小区覆盖半径的最大值。

在现有技术中，终端是通过在UpPTS时隙上发送随机接入序列来实现随机接入过程，不同的终端采用不同的随机接入序列。但是，由于TD-SCMDA系统带宽的限制，所有用户的终端在发送上行随机接入序列时只能占用同样的频带。

随着技术的进步，人们对移动通信的要求不断提高，希望系统能够提供大容量、高速率、低时延的数据传输服务。为了满足这种日益增长的需求，TD-SCDMA系统需要不断演进和提高性能。目前有关TD-SCDMA演进系统的技术标准正在3GPP组织的长期演进（LTE）研究计划中进行制定，这一技术标准也正成为LTE TDD系统的技术主流。在TD-SCDMA的演进方案中，提出了一种能够得到高速率大容量的服务、并且占用更宽的带宽的系统，我们称之为宽带时分双工蜂窝系统。在宽带时分双工蜂窝系统中，带宽可以达到20MHz以上，同时还可以支持终端以1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz和20MHz的频带工作。

随机接入过程是蜂窝移动通信系统的一个重要功能，其目的是为了能够让蜂窝网络中的终端设备能够高效地接入蜂窝网，完成传输信道的分配和数据的通信传输过程。在TD-SCDMA及其演进系统中，通过随机接入，终端可以完成与系统的同步和功率控制。进一步针对TD-SCDMA演进系统，通过随机接入，终端根据与基站的距离调整发送数据的时间，使同步精度控制在CP（Cyclic Prefix）长度之内，从而减少了终端之间的互干扰。同时，随机接入使得基站根据终端的距离控制终端发送信号的功率，减少小区间的干扰。随机接入是终端进行通信的首要步骤，通过这一过程，终端接入蜂窝网系统，获得发送的信道资源。

在宽带时分双工蜂窝系统中，如果使用现有TD-SCDMA系统中的码分多址方式实现随机接入过程，因为接入用户数的增加，会导致由于用户选择随机序列相同而产生的随机序列碰撞概率增加的问题，而且由于所有用户都占用同一个信道资源，导致终端之间的干扰严重，因此，如何确定随机接入的机制以及随机接入信道的设计是一个急待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中导致用户选择随机序列码相同而产生的随机序列竞争碰撞概率增加的缺陷，本发明提供一种使碰撞概率降低并且减少了干扰、实现宽带时分双工蜂窝系统的终端物理层随机接入的方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种宽带时分双工移动通信系统的物理层随机接入方法，所述移动通信系统存在一个上行接入时隙（UpPTS），终端利用UpPTS时隙进行随机接入，所述UpPTS时隙内的频域上划分为多个频段划分宽度相同的频段的随机接入信道，所述方法包括：

a）终端接收小区的系统广播消息，获得小区UpPTS时隙在频域上的配置信息，随机选择一个频段作为随机接入信道；

b）在随机接入过程中，终端根据UpPTS时隙配置信息在UpPTS时隙内所选择的频段上的随机接入信道向基站发送随机接入序列；

c）如果在预定时间内没有收到基站的应答消息，则终端重新发送随机接入序列；如果在预定时间内收到了应答消息，则终端进入后续处理流程。

在上述的宽带时分双工移动通信系统的物理层随机接入方法中，所述的UpPTS时隙在频域上的配置信息包括UpPTS时隙在整个所使用带宽内被划分出的频段数量信息、每个频段的带宽大小信息和每个频段的频点位置信息。

在上述的宽带时分双工移动通信系统的物理层随机接入方法中，终端发送的随机接入序列在频域上仅占用一个频段。