无线网络中的随机接入方法和用户设备技术

本发明专利技术公开了一种无线网络中的随机接入方法和用户设备。本发明专利技术实施例提供的一种无线网络中的随机接入方法包括：获取UE到基站的距离的估计量，根据所述估计量，确定UE随机接入的时间提前量，在发起随机接入时，使UE按照所确定的时间提前量向基站发送随机接入前导码，执行随机接入过程。本方案能够有效实现大区域覆盖场景下的随机接入，操作简单可靠，占用的系统带宽较小，资源的利用率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信
，特别涉及一种无线网络中的随机接入方法和用户设备。
技术介绍
随机接入在无线网络中起着重要的作用，是用户进行初始连接、切换、连接重建立、从空闲模式转换到连接模式时重新恢复上行同步以及上行相应资源请求的唯一策略。在用户设备(UE)发起随机接入后，它首先必须与小区建立同步，在UE接入时，由于空间传输有延时，因此UE发送的用于接入的前导(Preamble)码到达基站时，会有一定传播时延，如图I所示，随机接入前导信号包括循环前缀(CP)、接入前导序列的前导码和保护间隔(GT)。如果基站接收到的前导码落在随机接入时间窗的范围内，此时可以准确的提取出前 导码，从而进行有效的随机接入过程。在第三代移动通信无线系统(如LTE)中，按照现有的标准规范，小区的最大覆盖半径为100km，现有的LTE随机接入技术支持的最大小区半径为100km。然而，在类似航空通信，轮船等专网通信环境中，小区半径一般在IOOkm以上，甚至能达到200km。此时UE发送的前导码就很容易超出随机接入时间窗，这时如果利用传统的小区接入模式，基站接收的前导码就会落入下一个子帧，就会对下一子帧其他用户的数据造成干扰，破坏了子载波之间的正交性，造成随机接入失败。为了使随机接入支持大覆盖的场景，一些公司提出了对GT进行扩展，将其扩展至时隙I (TSl)区域，通过增加时隙长度来支持超大半径小区，如图2所示，显示了上行随机接A时隙在帧结构中的位置。上述的现有方案至少具有如下缺点现有方案通过增加GT长度来支持超大半径小区，牺牲一个业务时隙作为上下行保护时隙，这样导致牺牲了 16%的网络容量，不但浪费了宝贵的系统带宽，消耗了系统的资源，而且需要修改对现行的标准进行修改，网络兼容性较差。
技术实现思路
本专利技术提供的一种无线网络中的随机接入方法和用户设备，以解决现有方案占用较大系统带宽、消耗过多系统资源以及兼容性较差的问题。为达到上述目的，本专利技术实施例采用了如下技术方案本专利技术实施例提供了一种无线网络中的随机接入方法，该方法包括获取用户设备UE到基站的距离的估计量；根据所述估计量，确定所述UE随机接入的时间提前量；在发起随机接入时，使所述UE按照所确定的时间提前量向基站发送随机接入前导码。本专利技术实施例还提供了一种用户设备，所述用户设备UE包括随机接入控制装置，所述随机接入控制装置，包括距离估计量获取单元，用于获取UE到基站的距离的估计量；时间提前量确定单元，用于根据所述估计量，确定所述UE随机接入的时间提前量;随机接入单元，用于在发起随机接入时，使所述UE按照所确定的时间提前量向基站发送随机接入前导码，执行随机接入过程。本专利技术实施例的有益效果是本专利技术实施例提供了一种能够有效适用于大区域覆盖场景的新型的随机接入方案，通过根据UE到基站的距离确定UE发送随机接入前导码的时间提前量，确保了 UE发送的前导码能够落在基站侧的随机接入时间窗内，从而保证了 UE能够成功地随机接入超大半径小区。·本方案无需对现有标准中前导码结构中的GT长度进行改动，能够较好地兼容现有的网络资源，且操作简单可靠，占用的系统带宽较小，提高了系统资源的利用率。附图说明图I为显示了随机接入空间传输延时的示意图；图2为显示了上行随机接入时隙在帧结构中位置的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种无线网络中的随机接入方法流程示意图；图4为随机接入前导信号的格式示意图；图5为基站接收UE发送的前导码的随机接入时间窗口 ；图6为本专利技术实施例提供的一种随机接入过程流程图；图7为本专利技术实施例提供的一种用户设备的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本方案适用于各种大区域覆盖的场景，例如覆盖民用飞行器活动空域的场景，覆盖轮船和钻井平台海域的场景，覆盖磁悬浮列车、高速铁路运行区域的场景，这些场景都是未来组网覆盖不可或缺的部分。而这些应用场景属于典型的覆盖受限系统，本方案针对这些场景，提出了满足大于100km(比如200km以上)的覆盖半径需求的可实施的解决方案。参见图3，为本专利技术实施例一提供的一种无线网络中的随机接入方法，包括31 :获取用户设备(UE)到基站的距离的估计量；32 :根据所述估计量，确定所述UE随机接入的时间提前量；33 :在发起随机接入时，使所述UE按照所确定的时间提前量向基站发送随机接入前导码，执行随机接入过程。上述步骤31至33可以在终端侧(如UE上)执行。进一步的，上述步骤31可以在下行同步后，利用对下行信号的测量来实现。由上所述，本专利技术实施例提供了一种能够有效适用于大区域覆盖场景的新型的随机接入方案，通过根据UE到基站的距离确定UE发送随机接入前导码的时间提前量，确保了UE发送的前导码能够落在基站侧的随机接入时间窗内，从而保证了 UE能够成功地随机接入超大半径小区。本方案无需对现有标准中前导码结构中的GT长度进行改动，能够较好地兼容现有的网络资源，且操作简单可靠，占用的系统带宽较小，提高了系统资源的利用率。为了便于清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，对所关联的一些技术要点进行介绍。在第三代移动通信LTE中，小区的覆盖能力由物理随机接入信道(PRACH)信道的覆盖半径决定，其受几个因素影响，参见图4，包括CP长度TeP(容忍的时延扩展和回环时延RTD)、接入前导码序列长度Tseq(抗干扰能力、检测成功率)和保护间隔(GT)长度TCT，其中，如图4上部的单向箭头所示，接入前导序列的后部分可以用于实现CP。参见表1，显示了各种前导码格式(format)所能支持的小区覆盖范围。 表I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线网络中的随机接入方法，其特征在于，所述方法包括 获取用户设备UE到基站的距离的估计量； 根据所述估计量，确定所述UE随机接入的时间提前量； 在发起随机接入时，使所述UE按照所确定的时间提前量向基站发送随机接入前导码，执行随机接入过程。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述获取用户设备UE到基站的距离的估计量包括 根据所述UE的全球定位系统GPS的定位信息，获知所述估计量；或者， 利用如下公式，根据路径损耗模型，计算得到所述估计量3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述估计量，确定所述UE随机接入的时间提前量包括 当所述估计量满足4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法还包括为所述估计量设置估算误差和估算权重， 所述根据所述估计量，确定所述UE随机接入的时间提前量包括 根据所述估计量、估算误差和估算权重，确定所述UE随机接入的时间提前量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计量、估算误差和估算权重，确定所述UE随机接入的时间提前量包括 利用所述估算误差和估算权重更新所述估计量； 当所述更新后的估计量满足2 ( Y d+ △ d) /C < GT时，确定所述UE随机接入的时间提前量为零； 当所述更新后的估计量满足2 ( Y d+ A d) /C > GT时，通过如下公式确定所述UE随机接入的时间提前量t = 2 ( y d+ A d) /C-GT 其中，t表示UE随机接入的时间提前量，d表示估计量，Ad表示估算误差，Y表示估算权重，C表示光速，GT表示保护间隔。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述估计量、估算误差和估算权重，确定所述UE随机接入的时间提前量包括 当所述估计量、估算误差和估算权重满足7.一种用户设备，其特征在于，所述用户设备UE包括随机接入控制装置， 所述随机接入控制装置，包括 距离估计量获取单元，用于获取UE到基站的距离的估计量； 时间提前量确定单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴群英，汝聪翀，方晓波，褚红发，
申请(专利权)人：北京创毅讯联科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：