一种随机接入方法及导频码的扩展方法转让专利

申请号 : CN200610089533.7

文献号 : CN101098297B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 周海军胡金玲

申请人 : 大唐移动通信设备有限公司

摘要 :

本发明提供一种随机接入方法,包括步骤:接收终端发送的上行导频码;确定所接收导频码的类型:如果是增强型随机接入导频码,则向终端发送增强型快速物理接入信道消息;如果是普通随机接入导频码,则向终端发送普通快速物理接入信道消息。通过本发明所述方法进行随机接入,能够减少增强随机接入与普通随机接入的碰撞概率,并能降低运算量。此外,本发明也提供一种导频码的扩展方法,通过将导频码进行圆周旋转得到扩展导频码;对扩展导频码的部分比特还可以进行翻转处理。通过对导频码的扩展,能够保障系统在终端接入开始就能很容易的区分终端接入类型,从而减少整个接入过程的系统开销。

权利要求 :

1.一种随机接入方法,其特征在于,包括步骤:

接收终端发送的上行导频码;

确定所接收上行导频码的类型:

如果是增强型随机接入导频码,则向终端发送增强型快速物理接入信道消息;

如果是普通随机接入导频码,则向终端发送普通快速物理接入信道消息。

2.如权利要求1所述的随机接入方法,其特征在于,增强型随机接入导频码的集合和普通随机接入导频码的集合是针对每个小区预先确定的两个导频码集合,所述终端在随机接入时从相应集合中选择一个上行导频码进行发送。

3.如权利要求2所述的随机接入方法,其特征在于,根据检测接收到的上行导频码所属的导频码集合确定所接收导频码的类型。

4.如权利要求2所述的随机接入方法,其特征在于,所述增强型随机接入导频码集合为系统现有导频码组中排除确定为普通随机接入导频码集合之外的一组。

5.如权利要求2所述的随机接入方法,其特征在于,所述增强型随机接入导频码为普通随机接入导频码集合中的每一个导频码经过圆周旋转所形成的扩展导频码组成的集合。

6.如权利要求5所述的随机接入方法,其特征在于,所述扩展导频码的部分比特进行了翻转处理。

7.如权利要求1所述的随机接入方法,其特征在于,所述增强型快速物理接入信道消息与普通快速物理接入信道消息采用不同的校验码。

8.如权利要求7所述的随机接入方法,其特征在于,所述增强型快速物理接入信道消息的校验码是普通快速物理接入信道消息校验码的翻转。

9.如权利要求1所述的随机接入方法,其特征在于,所述增强型快速物理接入信道与普通快速物理接入信道占用相同或不同的物理资源。

说明书 :

技术领域

本发明涉及通信领域,尤其涉及一种随机接入方法及导频码的扩展方法。

背景技术

高速上行分组接入(HSUPA,High Speed Uplink Packet Access)是为第三代移动通信中传输高速上行数据所开发的技术,能用于提供完整的2000年国际移动通信标准(IMT2000,International Mobile Telecommunications 2000)所要求的多媒体、视频流和其它IP业务。
用户设备(U E,User Equipment)向系统发送数据时会采用HSUPA增强技术。如图1所示,由于UE是否可以向系统发送数据是由系统控制的,因此UE在向系统发送数据之前需要向系统发送一个接入请求。当系统(如NodeB)确定UE可以发送数据时,将为UE分配可用的物理资源和功率,并把这些控制消息通知给UE,UE在接收到控制消息后开始向系统发送上行增强数据。
在UE向系统发送数据的过程中,如果UE发送的接入请求无法及时准确的被系统接收,系统就不会发送相应的控制消息,那么UE将无法为系统发送数据。由此可以看出,UE如何向系统发送接入请求且被系统及时接收的过程是HSUPA能否正常工作的前提。
UE向系统发送增强型随机接入请求,如果采用专用信道发送,则不适用于对于时分-同步码分多址时分双工(TDD:Time Division Duplex)这样的码道资源相对受限的系统。
此外,UE还可以直接在系统分配给物理随机接入信道(PRACH,physicalrandom access channel)的物理资源上发送增强型随机接入控制信道(E-RUCCH,E-DCH Random access Uplink Control Channel  )消息。为了使系统能够区分E-RUCCH和PRACH消息,需要将E-RUCCH信道的CRC校验码做翻转处理。系统在分配给PRACH的物理信道上接收到数据时,需要既做E-RUCCH解码又做PRACH解码,以确定物理信道上传递的是什么消息。E-RUCCH解码和PRACH解码可并行处理也可串行处理,如图2所示,系统在PRACH所占用的物理信道上接收到数据后,并行的进行E-RUCCH和PRACH译码处理。如图3所示,系统在PRACH所占用的物理信道上对接收的数据先做E-RUCCH译码处理,如果译码失败,再做PRACH译码处理。
系统经过上述解码处理后,如果确定UE需要进行增强型随机接入,则向UE发送物理资源、功率等配置消息,随后UE在E-RUCCH信道上向系统发送增强数据接入请求。
显然,采用上述现有技术实现增强随机接入会存在以下问题:
1、不适合在TD-SCDMA系统中直接使用。TD-SCDMA是一个严格同步的系统,如果UE长时间没用被调用,就可能失去上行同步,所以直接发送E-RUCCH消息就不能保证被系统正确接收,还可能对其他时隙数据带来干扰。不同UE的E-RUCCH或者PRACH的碰撞概率比较大。
2、资源分配不灵活。PRACH消息的传输时间间隔(TTI,Transmission TimeInterval)与E-RUCCH消息TTI可能是不同的。由于系统无法通过SYNC_UL码区分增强型随机接入和普通随机接入,则会要求E-RUCCH消息TTI小于或等于PRACH消息TTI,这样必然会产生一定的资源浪费,资源分配也不灵活。
3、运算量比较大。由于系统接收数据时,为了确定物理信道上传递的消息类型,需要既做E-RUCCH解码又做PRACH解码,所以对于UE发送普通随机接入请求的情况下,还经过两种解码处理,必然会增加运算量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种随机接入方法,能够减少E-RUCCH和PRACH间的碰撞概率,并能降低运算量。
本发明的另一目的在于提供导频码的扩展方法,能够使系统在终端接入开始就能很容易的区分终端接入类型,从而减少整个接入过程的系统开销。
实现本发明目的的技术方案如下:
一种随机接入方法,包括步骤:
终端向系统发送上行导频码,系统接收导频码,确定该导频码的类型:
如果是增强型随机接入导频码,则系统向终端发送增强型快速物理接入信道消息,终端接收到该消息后向系统发送增强数据接入请求,系统判断是否允许终端发送增强数据,如果允许,则向终端发送配置消息,接收终端发送的增强数据;
如果是普通随机接入导频码,则系统向终端发送普通快速物理接入信道消息,终端接收到该消息后向系统发送随机数据接入请求,按照随机接入方式处理。
优选的,所述增强型随机接入导频码和普通随机接入导频码是针对每个小区预先确定的两个导频码集合,所述终端在随机接入时从相应集合中选择一个上行导频码进行发送。
优选的,根据检测接收到的上行导频码所属的导频码集合确定所接收导频码的类型。
优选的,所述增强型随机接入导频码集合为系统现有导频码组中排除确定为普通随机接入导频码集合之外的一组。
优选的,所述增强型随机接入导频码为普通随机接入导频码集合中的每一个导频码经过圆周旋转所形成的扩展导频码组成的集合。
其中,所述扩展导频码的部分比特进行了翻转处理。
优选的,所述增强型快速物理接入信道消息与普通快速物理接入信道消息采用不同的校验码。
优选的,所述增强型快速物理接入信道消息的校验码是普通快速物理接入信道消息校验码的翻转。
优选的,所述增强型快速物理接入信道与普通快速物理接入信道占用相同或不同的物理资源。
此外,本发明提供一种导频码的扩展方法,将导频码进行圆周旋转得到扩展导频码。
优选的,所述扩展导频码的部分比特进行了翻转处理。
优选的,所述翻转处理是将扩展导频码中比特为0的变成1;将比特为1的变成0。
优选的,所述翻转处理是将扩展导频码中数值的符号取反。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下有益效果:
1、减少了增强型随机接入对普通随机接入的影响。由于增强型随机接入和普通随机接入采用不同的导频码,从终端向系统发送上行导频码开始,接入过程就分为增强型随机接入和普通随机接入两个互不干扰的过程,从而大大降低了两种接入的碰撞概率。
2、资源分配更加灵活。E-RUCCH与PRACH占用的物理资源没有限制,可以根据系统的性能分配相同或不相同的物理资源。
3、运算量较小。由于增强型随机接入和普通随机接入分别采用增强型随机接入导频码和普通随机接入导频码,系统接收时就能确定物理信道上传递的消息类型,因此,无论终端需要增强型随机接入还是普通随机接入,系统都只需要根据消息类型进行对应的E-RUCCH解码或PRACH解码。显然,较现有技术而言,一种解码处理必然会减少运算量。
4、本发明提供的用于增强型随机接入过程的导频码扩展方法,还可以用于其他导频码短缺的情况,例如,用于解决多频点系统可能出现上行导频码短缺的问题。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是现有技术UE采用HSUPA增强技术向系统发送数据的示意图;
图2是现有技术中系统对接收的数据进行并行E-RUCCH和PRACH译码的处理过程示意图;
图3现有技术中系统对接收的数据进行串行E-RUCCH和PRACH译码的处理过程示意图;
图4是本发明随机接入过程示意图;
图5是本发明随机接入方法的流程图;
图6是本发明导频码的相关峰值偏移量示意图;
图7是本发明导频码的峰值窗示意图;
图8是本发明信号冲突检测示意图。

具体实施方式

下面以TD-SCDMA系统为例对本发明进一步进行说明。在TD-SCDMA系统中,每个小区都被分配一个下行导频码(SYNC_DL),该下行导频码也可以视为是不同小区的标识。在网络规划过程中将为每个小区从全部的32个下行导频码中选择一个,以保证具有切换关系的相邻小区之间具有不同的下行导频码。每个下行导频码又与一组上行导频码(SYNC_UL)对应,每组上行导频码中包括8个导频码,终端在发起随机接入时,需要从这8个导频码中任意选出一个作为签名序列发送给基站。
在采用HSUPA的系统中,UE向系统发送接入请求是随机的,也就是说NodeB不知道UE何时会有数据发送。此外,UE向系统发送的随机接入请求有可能是普通随机接入请求,也可能是增强型随机接入请求。为此,本发明提出新的解决方案,当终端向系统发送随机接入请求时,系统能够很容易区分终端需要增强型随机接入还是普通随机接入,并能依据每种情况进行相应的处理。
下面,结合图4和图5,详细阐述终端向系统发送随机接入请求的处理过程。从图中可以看出,对于增强型随机接入,本发明采用一个类似普通随机接入的过程,从而避免发生碰撞。
具体如下:
步骤501:UE向系统发送上行导频码;其中,该上行导频码是终端根据预接入类型从增强型随机接入导频码集合或普通随机接入导频码集合中选择的,这两个导频码集合是针对每个小区预先选定的;
步骤502:系统接收到该上行导频码,检测该上行导频码所属的集合确定导频码类型;
步骤503:如果检测为增强型随机接入导频码,则系统向UE发送增强型快速物理接入信道消息;
步骤504:UE接收到该增强型快速物理接入信道消息后,向系统发送增强数据接入请求;
步骤505:系统收到UE发送的增强数据接入请求后,对E-RUCCH进行解码处理,以判断是否允许UE发送增强数据;
步骤506:如果解码成功,允许UE发送增强数据,则向UE发送物理资源、功率等配置消息;否则结束。
步骤507:UE收到配置消息后,向系统发送增强数据,然后结束。
步骤503’:如果检测为普通随机接入导频码,则系统向UE发送普通快速物理接入信道消息;
步骤504’:UE接收到该普通快速物理接入信道消息后,向系统发送随机数据接入请求;
步骤505’:按照普通随机接入方式处理,然后结束。
在上述接入过程中,由于增强型随机接入导频码是本发明新引入的,也是本发明系统NodeB能够容易区分UE发送的是普通随机接入请求还是增强型随机接入请求的基础。因此,下面有必要重点介绍一下增强型随机接入导频码的构成方法。
假设系统为支持HSUPA的小区i分配两组SYNC_UL码,分别为SYNC_ULi1和SYNC_ULi2,且两者不相同。其中,SYNC_ULi1码是和小区的SYNC_DL码绑定的码,而SYNC_ULi2可以采用以下构成方式中的任意一种。
方式一:
SYNC_ULi2属于系统现有的32组SYNC_UL码中的任意一组,但是与SYNC_ULi1不同,并且尽可能与小区i相临的小区分配的SYNC_UL码不同。由于该方式比较简单,故在此不再扩展。
方式二:
SYNC_ULi2可以是SYNC_ULi1码的圆周旋转。
例如:1.28MTDD系统的SYNC_UL码的圆周旋转可采用如下所述的方式:
圆周旋转前的SYNC_UL码为:u0,u1,…,u63,u64,…,u126,u127;
圆周旋转后的SYNC_UL码为:u64,u65,…,u127,u0,…,u62,u63。
方式三:
SYNC_ULi2可以是如方式一所述的SYNC_ULi2码的圆周旋转。
此外,为了改善所扩展码SYNC_ULi2的自相关或或互相关特性,可以对所扩展码的部分比特做翻转处理。这里所说的翻转,对于比特0,1是指0变1,1变0;对于带符号的数值则是符号取反。
在现有的随机接入过程中,由于增强型随机接入和普通随机接入采用相同的SYNC_UL码,并且FPACH和PRACH占用的相同的物理资源,故系统需要通过进行PRACH和E-RUCCH解码处理,才能对应SYNC_UL码与RUCCH和E-RUCCH的映射关系;而在本发明所述的随机接入过程中,由于增强型随机接入和普通随机接入分别采用SYNC_ULi1和SYNC_ULi2码,且两者不相同,且E-FPACH和E-RUCCH与普通随机接入过程FPACH和PRACH所占用的物理资源可以相同,也可以不同,故系统根据预定义的增强型随机接入SYNC_UL码与E-FPACH和E-RUCCH的映射关系,及普通随机接入SYNC_UL码与FPACH和RUCCH的映射关系分别进行处理。
E-FPACH可能与原有的FPACH信道占用相同的物理资源,为了使得UE能够区分E-FPACH和FPACH,E-FPACH将采用与FPACH不同的CRC校验码,可以是FPACH CRC校验码的翻转。
对于不支持增强型随机接入的小区,系统只做SYNC_ULi1码的检测;对于支持增强型随机接入的小区,系统对SYNC_ULi1码和SYNC_ULi2进行检测,以确定UE的随机接入类型。
SYNC_ULi1码和SYNC_ULi2翻转前的码相同,可以通过SYNC_ULi1码和SYNC_ULi2的相关峰值以及相关峰的偏移量判断出接入情况。所谓相关峰偏移量是指相关峰值位置相对于标准位置的差值的绝对值,单位可以是chip,如图6所示,为峰值偏差量的示意图。SYNC_ULi1码和SYNC_ULi2翻转前的码不同,如果SYNC_ULi1码和SYNC_ULi2码都检测到相应的相关峰值,表明有两个不同的接入。
下面是在TD-SCDMA系统中SUNC_Uli2是SUNC_Uli1的圆周旋转时的一个具体实施例。
如果SUNC_Uli2是SUNC_Uli1的圆周旋转,则系统接收端需要采用特殊的接收处理。
假设检测普通随机接入导频码SUNC_Uli1,得到相关序列为:L0i1,L1i1,…,Lm-1i1,其中m是估计窗长;
检测增强型随机接入导频码SUNC_Uli2,得到相关序列为:L0i2,L1i2,…,Lm-1i2。
一、普通随机接入导频码SUNC_Uli1的检测:
1、平均噪声功率的计算:
Pn=1mΣj=0m-1Lji1.
2、找出Lji1,j=0,…,m-1中大于Pn+VT的相关功率值Lxil,其中:VT为检测门限,取值范围是:8~10dB,这里建议VT取值为6dB。
3、条件1:(Lji1>Lj-64i2)(Lji1>Lj+64i2);
条件2:j≠((x+64)∪(x-64))的Lji1为Pi,其中xLxi2,Lxi2满足(Lxi2>Lx-64i1)(Lxi2>Lx+64i1).
4、判断是否有SYNC_Uli1接入:
如果(j-64)<0,令Lj-64i2=0,(j+64)>(m-1),令Lj+64i2=0;
这里假设满足条件1的Lxi1值的最大值为P_peak,找出所有窗外的满足条件2的相关值Pi。如果满足公式(P_peak-Pi)<Pt的Pi的数目count<Nt,就可以判断有SUNC_Uli1接入。Nt和Pt的建议值分别是8和4。
5、碰撞判断:
假定,从移动台发送的信号获得的所有多径信号都位于时间窗ΔT内,称ΔT为峰值窗,最强的路径是在ΔT开始的1/3处,如图7所示。如果只有一个移动台接入,只有在峰值窗内的信号有高的功率等级,峰值窗外的信号功率等级是非常低的。如果有多个移动台同时接入,那一定有信号落在峰值窗前面或者后面的窗中,并且有较高的功率等级。于是,可以根据签名识别部分确认SYNC_ULi1的签名号,然后再搜索是否在峰值窗外存在高功率等级的信号。如果其他信号的功率低于给定的参数,就确认没有冲突,SYNC_ULi1是正确的,如图8所示:
假设Pmain是峰值窗的峰值功率,Pside是峰值窗外的最强Pi信号的功率,下面的方程用来判断是否存在冲突:
Pmain(dB)-Pside(dB)≥threshold.
这个门限的建议值是5dB。
二、增强型随机接入导频码SYNC_ULi2的检测:。
1、平均噪声功率的计算:
Pn=1mΣj=0m-1Lji2.
2、找出Lji2,j=0,…,m-1中大于Pn+VT的相关功率值Lxi2,其中:VT为检测门限,取值范围是:8~10dB,这里建议VT取值为6dB。
3、条件1:(Lji2>Lj-64i1)(Lji2>Lj+64i1);
条件2:j≠((x+64)∪(x-64))的Lji2为Pi,其中xLxi1,Lxi1满足(Lxi1>Lx-64i2)(Lxi1>Lx+64i2).
4、判断是否有SYNC_Uli2接入:
如果(j-64)<0,令Lj-64i1=0,(j+64)>(m-1),令Lj+64i1=0;
这里假设满足条件1的Lxi2值的最大值为P_peak,找出所有窗外的满足条件2的相关值Pi。如果满足公式(P_peak-Pi)<Pt的Pi的数目count<Nt,就可以判断有SUNC_Uli2接入。Nt和Pt的建议值分别是8和4。
5、碰撞判断:
假定,从移动台发送的信号获得的所有多径信号都位于时间窗ΔT内,称ΔT为峰值窗,最强的路径是在ΔT开始的1/3处,如图7所示。如果只有一个移动台接入,只有在峰值窗内的信号有高的功率等级,峰值窗外的信号功率等级是非常低的。如果有多个移动台同时接入,那一定有信号落在峰值窗前面或者后面的窗中,并且有较高的功率等级。于是,可以根据签名识别部分确认SYNC_ULi1的签名号,然后再搜索是否在峰值窗外存在高功率等级的信号。如果其他信号的功率低于给定的参数,就确认没有冲突,SYNC_ULi2是正确的,如图8所示:
假设Pmain是峰值窗的峰值功率,Pside是峰值窗外的最强Pi信号的功率,下面的方程用来判断是否存在冲突:
Pmain(dB)-Pside(dB)≥threshold.
这个门限的建议值是5dB。
此外,对于本发明而言,系统根据接收到的上行导频码就已经了解到终端的接入类型,但是还要对普通随机接入导频码SUNC_Uli1或增强型随机接入导频码SUNC_Uli2分别进行检测后,才能确定是否正确,以决定是否接入。对于通常的检测方法这里没有描述,仅给出了一种特殊的检测方法,即对SUNC_Uli1和SUNC_Uli2的判断过程。
以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。