[發明專利]一種基于Zadoff-Chu序列的隨機接入信號集合設計方法

有效

• 申請號: 202010909998.2
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111988258B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 花敏;劉杰;劉曉明;周雯
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04J13/00;H04W74/08
• 代理公司: 南京思拓知識產權代理事務所(普通合伙) 32288
• 代理人: 苗建

本發明公開了一種基于Zadoff?Chu序列的隨機接入信號集合設計方法，包括以下步驟：步驟1：確定定時不確定度范圍Η和頻偏范圍F；步驟2：在給定不確定度范圍Η和頻偏范圍F情況下，確定集合U_RA，集合U_RA為根值μ的集合，根值μ為選取的可用于生成隨機接入信號的根值；步驟3：對于集合U_RA中的任意一個可用的根值μ，確定該根值所對應的有效循環移位集合K；步驟4：對于U_RA中每一個可用的根值μ，在生成集合K時，最大化集合K所能夠包含的元素數量，以使該根值μ所能夠生成的正交序列最多。本發明通過對所有循環移位逐一檢測的方法，實現了集合K中的循環移位數量最大化，為基于Zadoff?Chu序列的隨機接入信號的根值選擇以及循環移位集合生成提供了統一的通用方案。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體為一種基于Zadoff-Chu序列的隨機接入信號集合設計方法。

背景技術

在無線蜂窩通信系統中，隨機接入信號主要被用戶設備(user equipment,UE)用來進行初始化接入、獲得上行同步以及短消息傳輸。由于系統并不知道是哪一個用戶設備將要發送隨機接入信號以及何時發送，也就無法為某個特定的用戶預留固定的用于發送隨機接入信號的專用資源。因而，在蜂窩通信系統中，往往為需要接入的這些潛在的用戶設備周期性地預留無需調度的公共資源用以發送隨機接入信號。這一共享資源也被稱為物理隨機接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)。為了使接入點能夠在共享的PRACH資源上檢測出來自于不同用戶的隨機接入信號，這些復用相同資源的不同信號必須具備很好的互相關及自相關特性。前者，用以降低不同信號之間的干擾，后者用以給每個信號提供好的定時估計。

在第四代和第五代蜂窩通信系統中，如LTE(Long Term Evolution)以及NR(NewRadio)系統，均采用Zadoff-Chu(簡寫為ZC)序列生成隨機接入信號。這一序列具有理想的自相關及互相關特性，即同一根值(root)不同循環移位的ZC序列之間互相正交。LTE及NR系統中通過對同一個根值的ZC序列進行不同的循環移位得到一組正交的ZC序列生成用于隨機接入的不同隨機接入信號。然而，對于現實的通信系統，收發設備之間的頻偏是不可忽略的一個因素。頻偏將破壞同一個根值產生的不同ZC序列相互之間的正交性，進而影響ZC序列用于隨機接入的檢測和定時性能。在此情況下，并非所有的根值以及循環移位(cyclicshift)都可被用來生成隨機接入信號。LTE及NR系統中，通過數學公式給出了在給定小區半徑以及頻偏范圍情況下的隨機接入序列生成公式。然而，LTE系統及NR系統中所考慮的頻偏都只是局限在某一范圍中。例如，LTE系統中的低頻偏隨機接入場景主要考慮下行同步后UE的晶振同步偏差(假設偏差在±0.1ppm范圍內)，不考慮由于UE的運動所帶來的多普勒頻偏。LTE系統中的高頻偏場景中考慮到了用戶的多普勒頻偏，如120km/h的運動速度所帶來的頻偏。NR系統中考慮的UE的運動速度可進一步提高至500km/h。當前的標準，僅針對以上有限的頻偏范圍(LTE低速、高速以及NR中的更高速)分類給出了三種場景下生成隨機接入信號可用的根值以及這些根值的循環移位的生成公式。然而，對此之外的頻偏尚未考慮如何使用ZC序列來生成隨機接入信號。并且，現實的通信標準中，尚沒有針對任意頻偏或者任意頻偏范圍都能夠通用的隨機接入信號生成方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Zadoff-Chu序列的隨機接入信號集合設計方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種基于Zadoff-Chu序列的隨機接入信號集合設計方法，包括以下步驟：

步驟1：確定定時不確定度范圍(即可能的時延所對應的shifts或者samples范圍)H和頻偏范圍