[發(fā)明專利]一種基于循環(huán)偏移實Chirp信號的隨機接入方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110254171.7
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113163506B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡東偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04L27/00
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開了一種基于循環(huán)偏移實Chirp信號的隨機接入方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。本方法中，終端根據(jù)接收到的基站下行信號進行下行同步，得到下行幀定時；然后發(fā)送循環(huán)偏移實Chirp信號；基站在它的隨機接入窗口內(nèi)搜索上行接入信號；當基站檢測到上行接入信號時，發(fā)送上行接入信號的編號、時間偏差和頻率偏差。終端根據(jù)基站通知的時間偏差和頻率偏差再次發(fā)送上行接入信號，直到收到基站通知的合格信息，從而在基站分配的數(shù)據(jù)信道上發(fā)送上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明基于隨機接入信號的要求和實Chirp信號的特點，實現(xiàn)了一種新型的、結(jié)構(gòu)化的隨機接入信號，能夠提高多址和檢測精度，加速隨機接入過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于循環(huán)偏移實Chirp信號的隨機接入方法。

背景技術(shù)

隨機接入過程在無線通信系統(tǒng)中具有重要作用。在地面移動通信系統(tǒng)中，下行同步和廣播信號，是周期性廣播的。終端可根據(jù)此信號與基站進行同步，并接收基站的廣播信息。然后，終端要向基站發(fā)送信息，請求入網(wǎng)。終端發(fā)送上行信號的幀定時是以基站側(cè)的定時為基準的。終端需要提前發(fā)送信號，使得上行信號到達基站時，剛好與基站的上行幀定時對齊。但終端是不知道基站的幀定時的，終端只能知道它自己接收信號的幀定時。終端接收信號的幀定時為基站下行信號的幀定時，加上基站到終端的鏈路延時。由于基站的下行、上行幀定時基準之間的時間關(guān)系是固定的，因此，問題主要在于從基站到終端(或反之)的鏈路延時是未知的。此外，除終端的發(fā)送時間未知外，終端晶振引起的頻率偏移也是未知的。

為解決該問題，地面移動通信系統(tǒng)中普遍設(shè)置一個隨機接入過程。在基站側(cè)設(shè)置一個時間窗口。終端估計該時間窗口的時間，并發(fā)送隨機接入信號，基站在該窗口內(nèi)進行檢測。在此窗口內(nèi)，終端無需知道發(fā)送的準確時間，可以有一定的發(fā)送時間偏差；基站需要在整個時間窗口內(nèi)檢測終端發(fā)送信號的發(fā)送時間偏差和頻偏。此外，有可能有多個終端同時發(fā)送隨機接入信號，基站側(cè)需要分辨不同終端的接入信號，并檢測他們各自的定時誤差和頻偏。因此，不同終端的隨機接入信號，需要具有多址的能力。

由于基站側(cè)既要分辨不同終端的接入信號，又要檢測不同終端的定時誤差和頻偏，這對接入信號形式和基站側(cè)的處理算法、處理能力提出了較高的要求。因此，基站側(cè)往往會做簡化處理，例如當兩個或多個終端的接入信號發(fā)生碰撞時，基站忽略該信號，不做檢測，終端在一定時間內(nèi)未接收到應(yīng)答，則采用隨機退避算法，重新接入。因此，終端有可能多次接入才能成功。此外，基站檢測到某一終端的定時誤差和頻偏后，通過下行信道反饋給終端，終端進行調(diào)整，但未必能一次調(diào)整到位，這往往需要多輪次的接入和反饋，直到調(diào)整到基站滿意為止。這種多輪次的調(diào)整，進一步拉長了隨機接入過程的時間。

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，隨機接入信號的要求更為苛刻。由于衛(wèi)星通信鏈路的時延長，隨機接入過程可以迭代的次數(shù)少，這就要求在檢測隨機接入信號時，能更快、更準確地估計隨機接入信號的類型、到達時間和頻偏。于是，這就對隨機接入過程提出了更高的要求。

Chirp信號是雷達系統(tǒng)中廣泛使用的一種寬帶信號，它的頻率在一定時間內(nèi)線性增加或減少，因此頻率和時延具有一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系。實Chirp信號為一個正向掃頻、一個反向掃頻的兩個Chirp信號疊加在一起。實Chirp信號可以方便地同時估計信號的時延和頻偏，因此可成為通信系統(tǒng)中同步信號的一個較好的選擇。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于循環(huán)偏移實Chirp信號的隨機接入方法，其基于隨機接入信號的要求和實Chirp信號的特點，實現(xiàn)了一種新型的、結(jié)構(gòu)化的隨機接入信號，能夠提高多址和檢測精度，加速隨機接入過程。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種基于循環(huán)偏移實Chirp信號的隨機接入方法，包括以下步驟：

(1)定義基礎(chǔ)實Chirp信號s₀(t)為：