一种基于单载波TDMA的随机接入方法和基站技术

本申请实施例提供了一种基于单载波TDMA的随机接入方法和一种基站，其中的方法基于单载波和TDMA接入方式进行组网，所述方法的物理层帧包括TDD无线帧，所述TDD无线帧的长度为10ms，所述TDD无线帧包括10个时隙，连续的4个所述TDD无线帧组成一个复帧，其中，每个所述TDD无线帧的前2个时隙和后8个时隙分别作为控制信道和业务信道的承载，所述控制信道包括：广播控制信道BCCH、随机接入信道RACH、准许接入信道AGCH、寻呼信道PCH、专用控制信道DCCH和频率校正信道FCCH；所述RACH时隙包括多个RACH子时隙；本申请实施例能够缩短接入时延，提高接入容量、接入速率和传输速率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单载波TDMA的随机接入方法和基站
本申请涉及时分多址（TDMA，timedivisionmultipleaccess）
，特别是涉及一种基于单载波TDMA的随机接入方法和一种基站。
技术介绍
随机接入过程是无线通讯系统中的一个重要过程，是无线接入过程中的重要环节，在第三代移动通信系统之一的TDMA系统中，随机接入过程更是包括了重要的上行同步过程。TDMA系统是基于时分双工的技术，该系统采用在同一频率信道的不同时隙接收和传送数据。在应用于全球移动通信（GSM，GlobalSystemofMobilecommunication）系统时，TDMA系统是按照GSM协议进行随机接入的。但是，GSM协议中每个随机接入信道（RACH，RandomAccessChannel）只能保证一个终端发起随机接入成功；并且，对于单个终端来说，信道请求消息序列的发送时机不是任意的，需要在公共控制信道（CCCH，CommonControlChannel）块所对应的时刻发送，而该CCCH块是其所属寻呼组（PAGINGGROUP）所对应的CCCH，一般来讲，在一个GSM小区内PAGINGGROUP的数量为10左右，这样对于单个终端来讲，它平均需要等待10个GSMTDMA帧的时间才能发起随机接入，也即目前单个终端需要花费46.15ms的时间来完成随机接入。综上，目前基于TDMA的随机接入方案具有接入时延长的缺点。并且，其只能同时保证一个终端接入。另外，其使用的皆为GSM窄带信号（单载频带宽是200k），因此具有接入速率低和传输速率低的缺点。
技术实现思路
本申请实施例所要解决的技术问题是提供一种基于单载波TDMA的随机接入方法和一种基站，能够缩短接入时延，提高接入容量、接入速率和传输速率。为了解决上述问题，本申请公开了一种基于单载波TDMA的随机接入方法，所述方法基于单载波和TDMA接入方式进行组网，所述方法的物理层帧包括TDD无线帧，所述TDD无线帧的长度为10ms，所述TDD无线帧包括10个时隙，连续的4个所述TDD无线帧组成一个复帧，其中，每个所述TDD无线帧的前2个时隙和后8个时隙分别作为控制信道和业务信道的承载，所述控制信道包括：广播控制信道BCCH、随机接入信道RACH、准许接入信道AGCH、寻呼信道PCH、专用控制信道DCCH和频率校正信道FCCH；所述RACH时隙包括多个RACH子时隙；所述方法包括：在每个复帧周期的BCCH时隙内，广播BCCH消息；其中，所述BCCH消息包括帧号和系统信息，所述系统信息携带有随机接入参数，所述随机接入参数包括随机数参考范围值，所述随机数参考范围值与所述RACH子时隙的数量相应；在RACH时隙内接收终端的信道请求消息，并根据所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差，计算所述终端的时间提前量；在AGCH时隙内广播AGCH消息；所述AGCH消息用于对所述信道请求消息作出应答，所述AGCH消息中携带有允许接入的终端的标识、时间提前量、所分配的时隙编号和上下行方向。优选的，所述根据所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差，计算所述终端的时间提前量的步骤，包括：将所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差减去BCCH时隙的长度再针对所述RACH子时隙的长度取模，得到回程时延；将回程时延的一半作为所述终端的时间提前量。优选的，所述随机接入参数还包括如下参数中的一项或多项：基站标识符、上行发射功率值、最大重复接入请求次数、超时后的禁止接入时长、业务调度周期和上下行帧配置情况。优选的，所述RACH时隙的长度为1.6ms，所述RACH时隙包括8或16个RACH子时隙。优选的，所述方法还包括：在广播所述BCCH消息前，依据所述无线局域网的覆盖半径设置所述BCCH消息的调制速率。另一方面，本申请还公开了一种基站，所述基站基于单载波和TDMA接入方式进行组网，所述基站的物理层帧包括TDD无线帧，所述TDD无线帧的长度为10ms，所述TDD无线帧包括10个时隙，连续的4个所述TDD无线帧组成一个复帧，其中，每个所述TDD无线帧的前2个时隙和后8个时隙分别作为控制信道和业务信道的承载，所述控制信道包括：广播控制信道BCCH、随机接入信道RACH、准许接入信道AGCH、寻呼信道PCH、专用控制信道DCCH和频率校正信道FCCH；所述RACH时隙包括多个RACH子时隙；所述基站包括：第一广播模块，用于在每个复帧周期的BCCH时隙内，广播BCCH消息；其中，所述BCCH消息包括帧号和系统信息，所述系统信息携带有随机接入参数，所述随机接入参数包括随机数参考范围值，所述随机数参考范围值与所述RACH子时隙的数量相应；时间提前量计算模块，用于在RACH时隙内接收终端的信道请求消息，并根据所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差，计算所述终端的时间提前量；及第二广播模块，用于在AGCH时隙内广播AGCH消息；所述AGCH消息用于对所述信道请求消息作出应答，所述AGCH消息中携带有允许接入的终端的标识、时间提前量、所分配的时隙编号和上下行方向。优选的，所述时间提前量计算模块包括：第一计算子模块，用于将所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差减去BCCH时隙的长度再针对所述RACH子时隙的长度取模，得到回程时延；及第二计算子模块，用于将回程时延的一半作为所述终端的时间提前量。优选的，所述随机接入参数还包括如下参数中的一项或多项：基站标识符、上行发射功率值、最大重复接入请求次数、超时后的禁止接入时长、业务调度周期和上下行帧配置情况。优选的，所述RACH时隙的长度为1.6ms，所述RACH时隙包括8或16个RACH子时隙。优选的，所述基站还包括：用于在广播所述BCCH消息前，依据所述无线局域网的覆盖半径设置所述BCCH消息的调制速率的设置模块。与现有技术相比，本申请实施例包括以下优点：本申请实施例中，对于单个终端而言，其可以在每个复帧周期内的RACH时隙内通过广播信道请求消息发起随机接入过程，也即，单个终端仅需花费40ms的时间即可完成随机接入，故相对于现有GSM协议的46.15ms的随机接入实际，本申请实施例能够提降低随机接入的时延；并且，本申请实施例将RACH时隙进一步划分为多个RACH子时隙，对于单个终端而言，其可以在每个复帧周期内的任一RACHRACH子时隙内通过广播信道请求消息发起随机接入过程，假设RACH子时隙的数量为M，则本申请实施例能够同时支持随机接入的用户容量为M，因此相对于现有GSM协议只同时允许一个终端接入，本申请实施例还能够提高支持随机接入的用户容量；另外，本申请实施例基于单载波和TDMA接入方式进行组网，在实际应用中，所述单载波的物理层可以遵循无线局域网的协议或者4GLTE的物理层协议，而由于802.11a、802.11b、802.11c等无线局域网的协议和4GLTE的物理层的协议带宽大多在20M之上，故相对于现有GSM窄带信号所使用的200k的载频带宽，本申请实施例还能够大大提高接入速率和传输速率；综上，本申请实施例具有组网较快、接入时延较短、支持语音和视频实时传输等优势，能够满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单载波TDMA的随机接入方法，其特征在于，所述方法基于单载波和TDMA接入方式进行组网，所述方法的物理层帧包括TDD无线帧，所述TDD无线帧的长度为10ms，所述TDD无线帧包括10个时隙，连续的4个所述TDD无线帧组成一个复帧，其中，每个所述TDD无线帧的前2个时隙和后8个时隙分别作为控制信道和业务信道的承载，所述控制信道包括：广播控制信道BCCH、随机接入信道RACH、准许接入信道AGCH、寻呼信道PCH、专用控制信道DCCH和频率校正信道FCCH；所述RACH时隙包括多个RACH子时隙；所述方法包括：在每个复帧周期的BCCH时隙内，广播BCCH消息；其中，所述BCCH消息包括帧号和系统信息，所述系统信息携带有随机接入参数，所述随机接入参数包括随机数参考范围值，所述随机数参考范围值与所述RACH子时隙的数量相应；在RACH时隙内接收终端的信道请求消息，并根据所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差，计算所述终端的时间提前量；在AGCH时隙内广播AGCH消息；所述AGCH消息用于对所述信道请求消息作出应答，所述AGCH消息中携带有允许接入的终端的标识、时间提前量、所分配的时隙编号和上下行方向。...

【技术特征摘要】
1.一种基于单载波TDMA的随机接入方法，其特征在于，所述方法基于单载波和TDMA接入方式进行组网，所述方法的物理层帧包括TDD无线帧，所述TDD无线帧的长度为10ms，所述TDD无线帧包括10个时隙，连续的4个所述TDD无线帧组成一个复帧，其中，每个所述TDD无线帧的前2个时隙和后8个时隙分别作为控制信道和业务信道的承载，所述控制信道包括：广播控制信道BCCH、随机接入信道RACH、准许接入信道AGCH、寻呼信道PCH、专用控制信道DCCH和频率校正信道FCCH；所述RACH时隙包括多个RACH子时隙；所述RACH时隙的长度为1.6ms，所述RACH时隙包括8或16个RACH子时隙；所述方法包括：在每个复帧周期的BCCH时隙内，广播BCCH消息；其中，所述BCCH消息包括帧号和系统信息，所述系统信息携带有随机接入参数，所述随机接入参数包括随机数参考范围值，所述随机数参考范围值与所述RACH子时隙的数量相应；在RACH时隙内接收终端的信道请求消息，并根据所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差，计算所述终端的时间提前量；在AGCH时隙内广播AGCH消息；所述AGCH消息用于对所述信道请求消息作出应答，所述AGCH消息中携带有允许接入的终端的标识、时间提前量、所分配的时隙编号和上下行方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差，计算所述终端的时间提前量的步骤，包括：将所述信道请求消息到达的时间点与所述BCCH时隙的起始时间点之差减去BCCH时隙的长度再针对所述RACH子时隙的长度取模，得到回程时延；将回程时延的一半作为所述终端的时间提前量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入参数还包括如下参数中的一项或多项：基站标识符、上行发射功率值、最大重复接入请求次数、超时后的禁止接入时长、业务调度周期和上下行帧配置情况。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在广播所述BCCH消息前，依据所述单载波的物理层遵循的无线局域网的覆盖半径设置所述BCCH消息的调制速率。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：段红亮，胡荣，李昌龙，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第四研究院指挥自动化技术研发与应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11