物理随机接入信道判决门限调整方法及其装置

摘要

本发明涉及移动通信技术，公开了一种物理随机接入信道判决门限调整方法及其装置，使得PRACH信道的接入资源利用率和接入服务质量得到提高。本发明中，周期性统计PRACH信道的用户接入情况，并根据统计结果动态调整PRACH信道的判决门限。在总用户数、被拒绝接入的用户数占总用户数的比例均超过预置门限时提高判决门限。在总用户数低于预置门限时降低判决门限。

权利要求

1.一种物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，包含以下步骤：统计物理随机接入信道成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数；

将所述成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数相加得到总用户数；

判断所述总用户数是否超过预置的第一门限，并且所述被拒绝接入的用户数占所述总用户数的比例是否超过预置的第二门限或者所述成功接入的用户数占所述总用户数的比例是否低于预置的第三门限，如果所述总用户数超过预置的第一门限，而且所述被拒绝接入的用户数占所述总用户数的比例超过预置的第二门限或者所述成功接入的用户数占所述总用户数的比例低于预置的第三门限，则需要提高物理随机接入信道的判决门限。

2.根据权利要求1所述的物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，对所述成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数的统计周期性进行，并且根据最近统计周期内的统计结果进行与物理随机接入信道判决门限调整相关的判断。

3.根据权利要求2所述的物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，在需要提高所述物理随机接入信道的判决门限时，每次提高一个预置的步长；

如果所述物理随机接入信道的判决门限已经达到或超过预置的第五门限，则即使已满足提高判决门限的条件，也不作进一步的提高，仅保持判决门限的当前水平。

4.根据权利要求2所述的物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，如果最近的统计周期内总用户数小于或等于预置的第四门限，则需要降低物理随机接入信道的判决门限。

5.根据权利要求4所述的物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，在需要降低所述物理随机接入信道的判决门限时，每次降低一个预置的步长；

如果所述物理随机接入信道的判决门限已经达到或低于预置的第六门限，则即使已满足降低判决门限的条件，也不作进一步的降低，仅保持判决门限的当前水平。

6.根据权利要求4所述的物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，所述第四门限为0。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的物理随机接入信道判决门限调整方法，其特征在于，所述物理随机接入信道的判决门限包含以下之一或其任意组合：多径门限、提携门限、以及接入门限；

其中，所述多径门限是根据无线电波传输的特性，用于选择参与RAKE接收技术接收到的多径信号的判决门限；

所述提携门限是当多径信号数小于RAKE接收技术的最大接收多径信号数时通常采用的判决门限；

所述接入门限是根据所有大于多径门限的多径信号的能量情况和噪声情况，以及系统的接入资源情况进行接入的判决门限。

8.一种物理随机接入信道判决门限调整装置，其特征在于，包含：调整单元，用于提高或降低物理随机接入信道的判决门限；

第一计数器，用于对物理随机接入信道成功接入的用户数进行统计计数；

第二计数器，用于对物理随机接入信道被拒绝接入的用户数进行统计计数；

加法器，用于将所述第一、第二计数器的计数结果相加获得总用户数；

除法器，用于将来自所述第二计数器的被拒绝接入的用户数除以来自所述加法器的总用户数，获得比例值；

第一比较器，用于判断来自所述加法器的总用户数是否超过了预置的第一门限、并且来自所述除法器的比例值是否超过预置的第二门限，如果是则触发所述调整单元提高所述判决门限。

9.根据权利要求8所述的物理随机接入信道判决门限调整装置，其特征在于，还包含：第二比较器，用于判断来自所述加法器的总用户数是否小于或等于预置的第四门限，如果是，则触发所述调整单元降低所述判决门限。

10.根据权利要求9所述的物理随机接入信道判决门限调整装置，其特征在于，还包含：定时器，用于发出周期性信号，触发所述第一、第二计数器清零，触发第一、第二比较器执行比较功能并输出比较结果。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及宽带码分多址系统中物理随机接入信道的判决门限调整技术。

背景技术

第三代移动通信系统宽带码分多址(Wideband Code Division MultipleAccess，简称“WCDMA”)系统由于其强大的多媒体通信能力、高速的数据传输速率和高效的频谱利用率等许多优点而倍受青睐，并成为未来移动通信的发展目标。
WCDMA的信道可分为专用信道和公用信道两大类。其中，专用信道包括：业务信道、独立专用控制信道、伴随专用控制信道。公用信道包括：广播控制信道、前向接入信道、寻呼信道、随机接入信道。这些信道通过不同的方式映射到相应的物理信道，即专用物理信道和公用物理信道。而公用物理信道又分为下行公用物理信道和上行公用物理信道。
另外，WCDMA系统的工作方式也分两种，包括频分双工(FrequencyDivision Duplex，简称“FDD”)和时分双工(Time Division Duplex，简称“TDD”)。
其中，WCDMA系统在FDD工作方式下的上行公用物理信道为物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，简称“PRACH”)。用户通过PRACH信道随机接入WCDMA系统，与基站节点(Base Station，简称“NodeB”)进行通信，获得WCDMA系统提供的业务。
在PRACH信道上，用户与NodeB之间进行的随机接入过程是以一种有快速接入指示的时隙化的随机接入方式(时隙ALOHA)实现的。它包含前导信号(Preamble)和消息信号(Message)两部分。其中，前导信号是由16个复数符号(1+j或-1-j，j是虚部的标记)组成的特征序列(Signature)，共有16种不同的序列。从理论上讲，每个PRACH信道在每个接入时隙允许有16个用户接入，而不同的PRACH信道以扩频码区分。
在随机接入过程中，用户通过上行的PRACH信道发送前导信号作为接入请求，而NodeB根据PRACH信道上检测到的前导信号判断是否允许接入，并在下行的捕获指示符信道(Acquisition Indicator Channel，简称“AICH”)上发送捕获指示符(Acquisition Indicator，简称“AI”)信息给用户。该AI信息可以是确认信息(ACK)，也可以是不确认信息(NACK)，分别指示NodeB是否允许用户继续发送消息信号。
而在NodeB端，NodeB在每个接入时隙检测PRACH信道是否有用户接入。如果检测到前导信号，则判断是否允许用户接入，并通过下行AICH信道发送AI信息给用户。如果允许用户接入，则在发送AI信息以后，还需要在随后接收到的信号中，检测出用户上发的消息信号。
在NodeB根据PRACH信道上检测到的前导信号判断是否允许接入时，判断的准则通常有三个，分别为：多径门限、提携门限和接入门限。
具体地说，多径门限是根据无线电波传输的特性，用于选择参与RAKE接收技术接收到的多径信号的判决门限。
所谓的多径效应是指用户的发射信号实际到达NodeB时会有多条途径；而NodeB侧一般采用RAKE接收技术，实际上是一种多径分集接收技术，可以在时间上分辨出细微的多径信号，并对这些分辨出来的多径信号分别进行加权调整、使之复合成加强的信号。
提携门限是当多径信号数小于RAKE接收技术的最大接收多径信号数时通常采用的判决门限，用来提高RAKE接收技术的接收性能，也即用于选择参与RAKE接收技术接收的提携径。
接入门限则是根据所有大于多径门限的多径信号的能量情况和噪声情况，以及系统的接入资源情况进行接入的判决门限。
在实际应用中，上述方案存在以下问题：PRACH信道的接入资源利用率和接入服务质量较低。
造成这种情况的主要原因在于，在实际应用中，PRACH信道同时处理用户接入的资源有限，若判决门限的设置偏低，则将导致大量的虚接入，并可能淹没真正的用户接入请求，使得系统资源利用率低，同时接入服务质量也较低。同样，若判决门限设置偏高，将可能导致用户无法接入，使得系统资源闲置。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种物理随机接入信道判决门限调整方法及其装置，使得PRACH信道的接入资源利用率和接入服务质量得到提高。
为实现上述目的，本发明提供了一种物理随机接入信道判决门限调整方法，包含以下步骤：
统计物理随机接入信道成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数；
将所述成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数相加得到总用户数；
判断所述总用户数是否超过预置的第一门限，并且所述被拒绝接入的用户数占所述总用户数的比例是否超过预置的第二门限或者所述成功接入的用户数占所述总用户数的比例是否低于预置的第三门限，如果所述总用户数超过预置的第一门限，而且所述被拒绝接入的用户数占所述总用户数的比例超过预置的第二门限或者所述成功接入的用户数占所述总用户数的比例低于预
其中，对所述成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数的统计周期性进行，并且根据最近统计周期内的统计结果进行与物理随机接入信道判决门限调整相关的判断。
此外在所述方法中，在需要提高所述物理随机接入信道的判决门限时，每次提高一个预置的步长；
如果所述物理随机接入信道的判决门限已经达到或超过预置的第五门限，则即使已满足提高判决门限的条件，也不作进一步的提高，仅保持判决门限的当前水平。
此外在所述方法中，如果最近的统计周期内总用户数小于或等于预置的第四门限，则需要降低物理随机接入信道的判决门限。
此外在所述方法中，在需要降低所述物理随机接入信道的判决门限时，每次降低一个预置的步长；
如果所述物理随机接入信道的判决门限已经达到或低于预置的第六门限，则即使已满足降低判决门限的条件，也不作进一步的降低，仅保持判决门限的当前水平。
此外在所述方法中，所述第四门限为0。
此外在所述方法中，所述物理随机接入信道的判决门限包含以下之一或其任意组合：
多径门限、提携门限、以及接入门限。
本发明还提供了一种物理随机接入信道判决门限调整装置，包含：
调整单元，用于提高或降低物理随机接入信道的判决门限；
第一计数器，用于对物理随机接入信道成功接入的用户数进行统计计数；
第二计数器，用于对物理随机接入信道被拒绝接入的用户数进行统计计数；
加法器，用于将所述第一、第二计数器的计数结果相加获得总用户数；
除法器，用于将来自所述第二计数器的被拒绝接入的用户数除以来自所述加法器的总用户数，获得比例值；
第一比较器，用于判断来自所述加法器的总用户数是否超过了预置的第一门限、并且来自所述除法器的比例值是否超过预置的第二门限，如果是则触发所述调整单元提高所述判决门限。
其中，还包含：
第二比较器，用于判断来自所述加法器的总用户数是否小于或等于预置的第四门限，如果是，则触发所述调整单元降低所述判决门限。
此外，还包含：
定时器，用于发出周期性信号，触发所述第一、第二计数器清零，触发第一、第二比较器执行比较功能并输出比较结果。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，周期性统计PRACH信道的用户接入情况，并根据统计结果动态调整PRACH信道的判决门限。在总用户数、被拒绝接入的用户数占总用户数的比例均超过预置门限时提高判决门限。在总用户数低于预置门限时降低判决门限。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即PRACH信道的判决门限可以自适应地调整到最佳或接近最佳的数值。
通过在被拒绝接入的用户数占总用户数的比例超过预置门限时提高PRACH的判决门限，平均功率相对较低的虚接入被有效抑制，平均功率相对较高的真正的用户接入请求不会被淹没在大量的虚接入中。通过设置总用户数超过预置门限的条件，使得判断基于较大的基数，判断结果更为准确。
因为根据25.141协议PRACH信道存在一定的虚警率，所以如果统计较长时间，则一定会有一定数量用户的成功接入，也就是会有一定的总用户数，如果总用户数过少，说明此时门限过高，需要降低。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的PRACH判决门限调整装置结构示意图；
图2是根据本发明第二实施方式的PRACH判决门限调整方法流程图；
图3是根据本发明第三实施方式的PRACH判决门限调整方法流程图；
图4是根据本发明第四实施方式的PRACH判决门限调整方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式的PRACH判决门限调整装置如图1所示，该装置包含：调整单元、第一计数器、第二计数器、加法器、除法器、第一比较器、第二比较器和定时器。
具体地说，调整单元用于提高或降低物理随机接入信道的判决门限。
第一计数器和第二计数器分别用于对物理随机接入信道成功接入和被拒绝接入的用户数进行统计。
加法器用于将第一、第二计数器的计数结果相加获得总用户数。
除法器用于将来自第二计数器的被拒绝接入的用户数除以来自加法器的总用户数，获得比例值。
第一比较器，用于判断来自加法器的总用户数是否超过了预置的第一门限、并且来自除法器的比例值是否超过预置的第二门限，如果是，则触发调整单元提高判决门限。
第二比较器，用于判断来自加法器的总用户数是否小于或等于预置的第四门限，如果是，则触发调整单元降低判决门限。
定时器则用于发出周期性信号来触发第一、第二计数器清零，同时，触发第一、第二比较器执行比较功能并输出比较结果。而第一、第二计数器则是根据定时器的定时周期进行计数。
本发明第二实施方式的PRACH判决门限调整的方法如图2所示。在该装置中，根据小区内的统计情况，设定了最佳判决门限值的下限X5，以及在该门限值下的NodeB的总用户容量值X1和被拒绝用户与X1的比值的门限值X2，还设定了判决门限一次上调的固定步长x。
在步骤201中，进行定时设置，该定时周期可以根据实际情况操作，例如可以设为10小时。
在步骤202中，定时时间到，分别对小区内成功接入用户和被拒绝接入用户进行统计，得到定时周期内成功接入的用户数和被拒绝接入的用户数，再将计数清零，为下一次计数准备。
在步骤203中，将成功接入用户数和被拒绝接入用户数相加，得到总用户数。
在步骤204中，对总用户数和门限值X1进行比较判断，如果总用户数大于X1，则转入步骤205，否则，转入步骤202。通过设置总用户数超过预置门限的条件，使得判断基于较大的基数，判断结果更为准确和稳定。
在步骤205中，计算得到被拒绝用户数和总用户数的比值。
在步骤206中，将该比值和门限值X2进行比较，如果该比值大于X2，则转入步骤207，否则，转入步骤202。
在步骤207中，将当前的判决门限与门限值X5做比较，如果当前的判决门限大于等于X5，则保持当前的判决门限，并转入步骤202，否则，转入步骤208。
在步骤208中，调节当前判决门限，使之提高一个预设步长x，并且转入步骤202。
本发明第二实施方式的方法，通过在被拒绝接入的用户数占总用户数的比例超过预置门限X2时提高PRACH的判决门限，可以使得平均功率相对较低的虚接入被有效的抑制，节省出系统资源给平均功率相对较高的真正的用户接入，避免了真正的用户接入被大量的虚接淹没。
本发明第三实施方式的PRACH判决门限调整的方法如图3所示。同样在该装置中，根据小区内的统计情况，设定了最佳判决门限值的下限X5，以及在该门限值下的NodeB的总用户容量值X1和成功接入用户与X1的比值的门限值X3，并也设定了判决门限一次上调的固定步长x。
步骤301到步骤304分别同步骤201到步骤204。
在步骤305中，计算得到成功接入用户数与总用户数的比值。
在步骤306中，比较该比值与门限值X3的大小，如果该比值小于X3，则步骤307，否则，转入步骤302。
步骤307和步骤308也分别同步骤207和步骤208。
本发明第四实施方式的PRACH判决门限调整的方法如图4所示。在该装置中，根据小区内的统计情况，设定了最佳判决门限值的上限X6，以及在该门限值下的NodeB的成功接入用户数最小时的门限值X4＝0(或X4＞0)，因为根据25.141协议PRACH信道存在一定的虚警率(千分之一左右)，所以如果统计较长时间，则总用户数量一定大于0。如果总用户数过小，没达到门限值X4，则说明此时判决门限设置过高，导致了用户无法正常接入，需要降低。因此，还设置了判决门限一次下调的固定步长为y。
需要说明的是，一般来说，在PRACH接入资源足够的情况下，用户接入总是成功的，只有在PRACH接入资源不足的情况下才会有被拒绝的用户，所以在PRACH接入资源足够的情况下总用户数和成功接入的用户数是一致的，本实施方式也可以用成功接入的用户数是否过小作为判断条件，效果是相同的。
步骤401与步骤201相同。
在步骤402中，当定时时间到，对成功接入用户进行统计，得到定时周期内总用户数。
在步骤403中，将总用户数与门限值X4进行比较，在本实施方式中X4＝0，当然X4也可以取其它的固定数值。一般来说，下调判决门限会使虚接入增加，要比较谨慎，所以X4往往取得较小。如果总用户数小于等于X4，在本例中即为总用户数等于0，则转入步骤404，否则，转入步骤402。
在步骤404中，判断当前判决门限值是否小于等于门限值X6，如果是，则保持当前判决门限，并同样转入步骤402，否则，转入步骤405。
在步骤405中，将当前判决门限调低一个预设步长y，并且转入步骤402。
本发明的实施方式涉及的PRACH信道的判决门限可以是多径门限、提携门限或接入门限，或者还可以为这三种门限中的任意组合。
由上述实施方式，可以看出使用本发明的装置和方法，PRACH信道的判决门限能自适应地调整到最佳或接近最佳的数值。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。