一種隨機接入方法及導頻碼的擴展方法

2023-06-10 00:26:31

專利名稱：一種隨機接入方法及導頻碼的擴展方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種隨機接入方法及導頻碼的擴展方法。
背景技術：
高速上行分組接入(HSUPA， High Speed Uplink Packet Access )是為第三 代移動通信中傳輸高速上行數據所開發的技術，能用於提供完整的2000年國 際移動通信標準(IMT2000, International Mobile Telecommunications 2000 )所 要求的多媒體、視頻流和其它IP業務。
用戶設備(UE, User Equipment)向系統發送數據時會採用HSUPA增強 技術。如圖l所示，由於UE是否可以向系統發送數據是由系統控制的，因此 UE在向系統發送數據之前需要向系統發送一個接入請求。當系統(如NodeB ) 確定UE可以發送數據時，將為UE分配可用的物理資源和功率，並把這些控 制消息通知給UE， UE在接收到控制消息後開始向系統發送上行增強數據。
在UE向系統發送數據的過程中，如果UE發送的接入請求無法及時準確 的被系統接收，系統就不會發送相應的控制消息，那麼UE將無法為系統發送 數據。由此可以看出，UE如何向系統發送接入請求且被系統及時接收的過程 是HSUPA能否正常工作的前提。
UE向系統發送增強型隨機接入請求，如果採用專用信道發送，則不適用 於對於時分-同步碼分多址時分雙工(TDD: Time Division Duplex)這樣的碼 道資源相對受限的系統。因此，對於TDD系統而言，現有技術通常將增強型 隨機接入控制信道(E-RUCCH, E-DCH Random access Uplink Control Channel )佔用與物理隨才幾4矣入信道(PRACH, physical random access channel) 相同的物理資源。
現有增強型隨機接入採用與普通隨機接入相同的接入過程，具體為 當UE需要向系統發送HSUPA上行數據時，UE向系統發送上行同步碼 (SYNC—UL, synchronous uplink),如果系統能夠無碰撞的接收到SYNC—UL 碼，則向UE發送快速物理接入信道(FPACH ， past physical access channel) 消息，UE收到FPACH消息後，向系統發送E-RUCCH消息；
由於E-RUCCH與PRACH佔用相同的物理資源，並且增強型隨機接入與
普通隨機接入採用相同的SYNC—UL碼，因此系統必須經過E-RUCCH和 PRACH兩種解碼處理後，才能確定UE通過物理信道上傳遞的消息是 E-RUCCH消息還是PRACH消息。
系統進行E-RUCCH解碼和PRACH解碼時，可以採用並行方式或串行方 式處理。如圖2所示，系統在PRACH所佔用的物理信道上接收到數據後，並 行的進行E-RUCCH和PRACH解碼處理。如圖3所示，系統在PRACH所佔 用的物理信道上對接收的數據先做E-RUCCH解碼處理，如果解碼失敗，再做 PRACH解碼處理。
系統經過上述解碼處理後，如果確定UE需要進行增強型隨機接入，則向 UE發送物理資源、功率等配置消息，隨後UE在E-RUCCH信道上向系統發 送增強數據接入請求。
顯然，採用上述現有技術實現增強隨機接入會存在以下問題
1、 增加了增強型隨機接入對普通隨機接入的影響。由於增強型隨機接入 發生的概率比較大，而增強型隨機接入和普通隨機接入採用相同的SYNC—UL 碼，因此，增強型隨機接入和普通隨機接入碰撞的概率必然會增加。
2、 資源分配不靈活。PRACH消息的傳輸時間間隔(TTI, Transmission Time Interval)與E-RUCCH消息TTI可能是不同的。由於系統無法通過SYNC—UL 碼區分增強型隨機接入和普通隨機接入，則會要求E-RUCCH消息TTI小於 或等於PRACH消息TTI,這樣必然會產生一定的資源浪費，資源分配也不靈 活。
3、 運算量比較大。由於系統接收數據時，為了確定物理信道上傳遞的消 息類型，需要既做E-RUCCH解碼又做PRACH解碼，所以對於UE發送普通 隨機接入請求的情況下，還經過兩種解碼處理，必然會增加運算量。

發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種隨機接入方法，能夠減少增強型 隨機接入與普通隨機接入的碰撞概率，並能降低運算量。
本發明的另一目的在於提供導頻碼的擴展方法，能夠使系統在終端接入 開始就能很容易的區分終端接入類型，從而減少整個接入過程的系統開銷。
實現本發明目的的技術方案如下
一種隨機接入方法，包括步驟
終端向系統發送上行導頻碼，系統接收導頻碼，確定該導頻碼的類型 如果是增強型隨機接入導頻碼，則系統向終端發送增強型快速物理接入 信道消息，終端接收到該消息後向系統發送增強數據接入請求，系統判斷是 否允許終端發送增強數據，如果允許，則向終端發送配置消息，接收終端發 送的增強數據；
如果是普通隨機接入導頻碼，則系統向終端發送普通快速物理接入信道 消息，終端接收到該消息後向系統發送隨機數據接入請求，按照隨機接入方 式處理。
優選的，所述增強型隨機接入導頻碼和普通隨機接入導頻碼是針對每個 小區預先確定的兩個導頻碼集合，所述終端在隨機接入時從相應集合中選擇 一個上行導頻碼進行發送。
優選的，根據檢測接收到的上行導頻碼所屬的導頻碼集合確定所接收導 頻碼的類型。
優選的，所述增強型隨機接入導頻碼集合為系統現有導頻碼組中排除確 定為普通隨機接入導頻碼集合之外的 一組。
優選的，所述增強型隨機接入導頻碼為普通隨機接入導頻碼集合中的每 一個導頻碼經過圓周旋轉所形成的擴展導頻碼組成的集合。
其中，所述擴展導頻碼的部分比特進行了翻轉處理。
優選的，所述增強型快速物理接入信道消息與普通快速物理接入信道消 息採用不同的校驗碼。
優選的，所述增強型快速物理接入信道消息的校驗碼是普通快速物理接 入信道消息校驗碼的翻轉。
優選的，所述增強型快速物理接入信道與普通快速物理接入信道佔用相 同或不同的物理資源。
此外，本發明提供一種導頻碼的擴展方法，將導頻碼進行圓周旋轉得到 擴展導頻碼。
優選的，所述擴展導頻碼的部分比特進行了翻轉處理。
優選的，所述翻轉處理是將擴展導頻碼中比特為0的變成1;將比特為1 的變成O。
優選的，所述翻轉處理是將擴展導頻碼中數值的符號取反。
與現有技術相比，本發明提供的技術方案具有如下有益效果
1、 減少了增強型隨初^接入對普通隨枳4妻入的影響。由於增強型隨枳^接入 和普通隨機接入採用不同的導頻碼，從終端向系統發送上行導頻碼開始，接 入過程就分為增強型隨機接入和普通隨機接入兩個互不幹擾的過程，從而大 大降低了兩種接入的碰撞概率。
2、 資源分配更加靈活。E-RUCCH與PRACH佔用的物理資源沒有限制， 可以根據系統的性能分配相同或不相同的物理資源。
3、 運算量較小。由於增強型隨機接入和普通隨機接入分別採用增強型隨 機接入導頻碼和普通隨機接入導頻碼，系統接收時就能確定物理信道上傳遞 的消息類型，因此，無論終端需要增強型隨機接入還是普通隨機接入，系統 都只需要根據消息類型進行對應的E-RUCCH解碼或PRACH解碼。顯然，較 現有技術而言， 一種解碼處理必然會減少運算量。
4、 本發明提供的用於增強型隨機接入過程的導頻碼擴展方法，還可以用 於其他導頻碼短缺的情況，例如，用於解決多頻點系統可能出現上行導頻碼 短缺的問題。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步描述。


圖1是現有技術UE採用HSUPA增強技術向系統發送數據的示意圖2是現有技術中系統對接收的數據進行並行E-RUCCH和PRACH解碼 的處理過程示意圖3現有技術中系統對接收的數據進行串行E-RUCCH和PRACH解碼的 處理過程示意圖4是本發明隨機接入過程示意圖5是本發明隨機接入方法的流程圖6是本發明導頻碼的相關峰值偏移量示意圖7是本發明導頻碼的峰值窗示意圖8是本發明信號衝突檢測示意圖。
具體實施例方式
下面以TD-SCDMA系統為例對本發明進一步進行說明。在TD-SCDMA 系統中，每個小區都被分配一個下行導頻碼(SYNC—DL)，該下行導頻碼也 可以視為是不同小區的標識。在網絡規划過程中將為每個小區從全部的32個 下行導頻碼中選擇一個，以保證具有切換關係的相鄰小區之間具有不同的下 行導頻碼。每個下行導頻碼又與一組上行導頻碼(SYNCJJL)對應，每組上 行導頻碼中包括8個導頻碼，終端在發起隨機接入時，需要從這8個導頻碼 中任意選出一個作為籤名序列發送給基站。
在採用HSUPA的系統中，UE向系統發送接入請求是隨機的，也就是說 NodeB不知道UE何時會有數據發送。此外，UE向系統發送的隨機接入請求 有可能是普通隨機接入請求，也可能是增強型隨機接入請求。為此，本發明 提出新的解決方案，當終端向系統發送隨機接入請求時，系統能夠很容易區 分終端需要增強型隨機接入還是普通隨機接入，並能依據每種情況進行相應 的處理。
下面，結合圖4和圖5,詳細闡述終端向系統發送隨機接入請求的處理過 程。從圖中可以看出，對於增強型隨機接入，本發明採用一個類似普通隨機 接入的過程，從而避免發生碰撞。
具體如下
步驟501:UE向系統發送上行導頻碼；其中，該上行導頻碼是終端根據預 接入類型從增強型隨機接入導頻碼集合或普通隨機接入導頻碼集合中選擇 的，這兩個導頻碼集合是針對每個小區預先選定的；
步驟502:系統接收到該上行導頻碼，檢測該上行導頻碼所屬的集合確定 導頻碼類型；
步驟503:如果檢測為增強型隨機接入導頻碼，則系統向UE發送增強型 快速物理接入信道消息；
步驟504: UE接收到該增強型快速物理接入信道消息後，向系統發送增強 數據接入請求；
步驟505:系統收到UE發送的增強數據接入請求後，對E-RUCCH進行 解碼處理，以判斷是否允許UE發送增強數據；
步驟506:如果解碼成功，允許UE發送增強數據，則向UE發送物理資 源、功率等配置消息；否則結束。
步驟507:UE收到配置消息後，向系統發送增強數據，然後結束。
步驟503':如果檢測為普通隨機接入導頻碼，則系統向UE發送普通快速 物理接入信道消息；
步驟504， UE接收到該普通快速物理接入信道消息後，向系統發送隨機 數據接入請求；
步驟505，按照普通隨機接入方式處理，然後結束。
在上述接入過程中，由於增強型隨機接入導頻碼是本發明新引入的，也 是本發明系統NodeB能夠容易區分UE發送的是普通隨機接入請求還是增強 型隨機接入請求的基礎。因此，下面有必要重點介紹一下增強型隨機接入導 頻碼的構成方法。
假設系統為支持HSUPA的小區i分配兩組SYNC一UL碼，分別為 SYNC—ULil和SYNC—ULi2，且兩者不相同。其中，SYNCJJLil碼是和小區 的SYNC—DL碼綁定的碼，而SYNC—ULi2可以採用以下構成方式中的任意一種。
方式一
SYNC—ULi2屬於系統現有的32組SYNC—UL碼中的任意一組，但是與 SYNC—ULil不同，並且儘可能與小區i相臨的小區分配的SYNC一UL碼不同。 由於該方式比較簡單，故在此不再擴展。
方式二
SYNC—ULi2可以是SYNCJJLil碼的圓周旋轉。
例如1.28MTDD系統的SYNC—UL碼的圓周旋轉可釆用如下所述的方
式
圓周^走轉前的SYNC—UL碼為"。，""…，"w，"64，…，"n6，"'"； 圓周S走4爭後的SYNC—UL碼為"64，"65，"'，"u""。,"、"62，"《。 方式二
SYNC—ULi2可以是如方式一所述的SYNC—ULi2碼的圓周旋轉。
此外，為了改善所擴展碼SYNC一ULi2的自相關或或互相關特性，可以對
所擴展碼的部分比特做翻轉處理。這裡所說的翻轉，對於比特O， l是指O變
1, l變O;對於帶符號的數值則是符號取反。
在現有的隨機接入過程中，由千增強型隨機接入和普通隨機接入採用相 同的SYNC—UL碼，並且FPACH和PRACH佔用的相同的物理資源，故系統 需要通過進行PRACH和E-RUCCH解碼處理，才能對應SYNC一UL碼與 RUCCH和E-RUCCH的映射關係；而在本發明所述的隨才幾接入過程中，由於 增強型隨機接入和普通隨機接入分別採用SYNC—ULil和SYNC—ULi2碼，且 兩者不相同，且E-FPACH和E-RUCCH與普通隨機接入過程FPACH和PRACH 所佔用的物理資源可以相同，也可以不同，故系統根據預定義的增強型隨機 接入SYNC—UL碼與E-FPACH和E-RUCCH的映射關係，及普通隨機接入 SYNCJJL碼與FPACH和RUCCH的映射關係分別進行處理。
E-FPACH可能與原有的FPACH信道佔用相同的物理資源，為了使得UE 能夠區分E-FPACH和FPACH， E-FPACH將採用與FPACH不同的CRC校驗 碼，可以是FPACH CRC校驗碼的翻轉。
對於不支持增強型隨機接入的小區，系統只做SYNCJJLil碼的檢測；對 於支持增強型隨機接入的小區，系統對SYNC—ULil碼和SYNC—ULi2進行檢 測，以確定UE的隨才幾接入類型。
SYNC—ULil碼和SYNC—ULi2翻轉前的碼相同，可以通過SYNC—ULil 碼和SYNC—ULi2的相關峰值以及相關峰的偏移量判斷出接入情況。所謂相關 峰偏移量是指相關峰值位置相對於標準位置的差值的絕對值，單位可以是 chip,如圖6所示，為峰值偏差量的示意圖。SYNC一ULil碼和SYNC—UU2 翻轉前的碼不同，如果SYNC—ULil碼和SYNC—ULi2碼都檢測到相應的相關 峰值，表明有兩個不同的接入。
下面是在TD-SCDMA系統中SUNC—Uli2是SUNC—Ulil的圓周旋轉時的 一個具體實施例。
如果SUNC—Uli2是SUNCJJlil的圓周旋轉，則系統接收端需要採用特殊 的接收處理。
假設檢測普通隨機接入導頻碼SUNC—Ulil ，得到相關序列為
z;'，r,1,…,《—,，其中m是估計窗長；
檢測增強型隨機接入導頻碼SUNCJJli2,得到相關序列為《,Z;2,…，《 一、普通隨機接入導頻碼SUNC一Ulil的檢測 1、平均噪聲功率的計算
2、 找出//,',./ = 0廣.，-1中大於屍 +1^的相關功率值《，其中Ff為檢測門 限，取值範圍是8~10dB，這裡建議K,取值為6dB。
3、 條件l:(>《64)且(《>《64);
條件2: /-((x + 64)u(x —64》的丄';為Pi , 其中；ce《，《滿足
(《>o《64)。
4、 判斷是否有SYNCJJlil接入
如果(y — 64) (m — 1)，令《64 = 0 ; 這裡假設滿足條件1的《值的最大值為P_peak,找出所有窗外的滿足條 件2的相關值Pi。如果滿足公式(Pjeak-Pi)〈Pt的Pi的數目counKNt,就可 以判斷有SUNC—Ulil接入。Nt和Pt的建議值分別是8和4。
5、 石並撞判斷
假定，從移動臺發送的信號獲得的所有多徑信號都位於時間窗AT內，稱 AT為峰值窗，最強的路徑是在AT開始的1/3處，如圖7所示。如果只有一個 移動臺接入，只有在峰值窗內的信號有高的功率等級，峰值窗外的信號功率 等級是非常低的。如果有多個移動臺同時接入，那一定有信號落在峰值窗前 面或者後面的窗中，並且有較高的功率等級。於是，可以根據籤名識別部分 確認SYNC—ULil的籤名號，然後再搜索是否在峰值窗外存在高功率等級的信 號。如果其他信號的功率低於給定的參數，就確認沒有衝突，SYNC一ULil是 正確的，如圖8所示
假設Pmain是峰值窗的峰值功率，Pside是峰值窗外的最強Pi信號的功 率，下面的方程用來判斷是否存在衝突
這個門限的建議值是5dB。二、增強型隨機接入導頻碼SYNC—ULi2的檢測。
1、 平均噪聲功率的計算
屍"二士s《。
附.,=0
2、 找出z;,2,7、o,…,w-i中大於A+p;的相關功率值i;2，其中^為檢測門
限，取值範圍是8~10dB，這裡建議^,取值為6dB。
3、 條件l: ('/〉Z^4)且(《〉r"4);
條件2:/-((x + 64)u(jc — 64))的丄',2為Pi, 其中 x g《？ 丄'〗滿足
(《>《64)且(《〉《64)。
4、 判斷是否有SYNCJJli2接入
如果—64) (w -1),令丄'"4 = 0 ;
這裡假設滿足條件1的《值的最大值為P_peak，找出所有窗外的滿足條 件2的相關值Pi。如果滿足公式(PjDeak-Pi;KPt的Pi的數目counKNt,就可 以判斷有SUNC—Uli2接入。Nt和Pt的建議值分別是8和4。
5、 碰撞判斷
假定，從移動臺發送的信號獲得的所有多徑信號都位於時間窗AT內，稱 AT為峰值窗，最強的路徑是在AT開始的1/3處，如圖7所示。如果只有一個 移動臺接入，只有在峰值窗內的信號有高的功率等級，峰值窗外的信號功率 等級是非常低的。如果有多個移動臺同時接入，那一定有信號落在峰值窗前 面或者後面的窗中，並且有較高的功率等級。於是，可以根據籤名識別部分 確認SYNC一ULil的籤名號，然後再搜索是否在峰值窗外存在高功率等級的信 號。如果其他信號的功率低於給定的參數，就確認沒有沖突，SYNC—ULi2是 正確的，如圖8所示
假設Pmain是峰值窗的峰值功率，Pside是峰值窗外的最強Pi信號的功
率，下面的方程用來判斷是否存在衝突 屍腳(必)—屍、油(必)^ ,^"/r。W.
這個門限的建議值是5dB。 此外，對於本發明而言，系統根據接收到的上行導頻碼就已經了解到終
端的接入類型，但是還要對普通隨機接入導頻碼SUNC一Ulil或增強型隨機接 入導頻碼SUNC—Uli2分別進行檢測後，才能確定是否正確，以決定是否接入。 對於通常的檢測方法這裡沒有描述，僅給出了一種特殊的檢測方法，即對 SUNC—Ulil和SUNC—Uli2的判斷過程。
以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在 本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1、一種隨機接入方法，其特徵在於，包括步驟接收終端發送的上行導頻碼；確定所接收導頻碼的類型如果是增強型隨機接入導頻碼，則向終端發送增強型快速物理接入信道消息；如果是普通隨機接入導頻碼，則向終端發送普通快速物理接入信道消息。
2、 如權利要求1所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述增強型隨機接 入導頻碼和普通隨機接入導頻碼是針對每個小區預先確定的兩個導頻碼集 合，所述終端在隨機接入時從相應集合中選擇一個上行導頻碼進行發送。
3、 如權利要求2所述的隨機接入方法，其特徵在於，根據檢測接收到的 上行導頻碼所屬的導頻碼集合確定所接收導頻碼的類型。
4、 如權利要求2所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述增強型隨機接 入導頻碼集合為系統現有導頻碼組中排除確定為普通隨機接入導頻碼集合之 外的一組。
5、 如權利要求2所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述增強型隨機接 入導頻碼為普通隨機接入導頻碼集合中的每一個導頻碼經過圓周旋轉所形成 的擴展導頻碼組成的集合。
6、 如權利要求5所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述擴展導頻碼的 部分比特進行了翻轉處理。
7、 如權利要求1所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述增強型快速物 理接入信道消息與普通快速物理接入信道消息採用不同的校驗碼。
8、 如權利要求7所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述增強型快速物 理接入信道消息的校驗碼是普通快速物理接入信道消息校驗碼的翻轉。
9、 如權利要求1所述的隨機接入方法，其特徵在於，所述增強型快速物 理接入信道與普通快速物理接入信道佔用相同或不同的物理資源。
10、 一種導頻碼的擴展方法，其特徵在於將導頻碼進行圓周旋轉得到 擴展導頻碼。
11、 如權利要求IO所述的導頻碼的擴展方法，其特徵在於，所述擴展導 頻碼的部分比特進行了翻轉處理。
12、 如權利要求11所述的導頻碼的擴展方法，其特徵在於，所述翻轉處 理是將擴展導頻碼中比特為0的變成1;將比特為1的變成0。
13、 如權利要求11所述的導頻碼的擴展方法，其特徵在於，所述翻轉處理是將擴展導頻碼中數值的符號取反。
全文摘要
本發明提供一種隨機接入方法，包括步驟接收終端發送的上行導頻碼；確定所接收導頻碼的類型如果是增強型隨機接入導頻碼，則向終端發送增強型快速物理接入信道消息；如果是普通隨機接入導頻碼，則向終端發送普通快速物理接入信道消息。通過本發明所述方法進行隨機接入，能夠減少增強隨機接入與普通隨機接入的碰撞概率，並能降低運算量。此外，本發明也提供一種導頻碼的擴展方法，通過將導頻碼進行圓周旋轉得到擴展導頻碼；對擴展導頻碼的部分比特還可以進行翻轉處理。通過對導頻碼的擴展，能夠保障系統在終端接入開始就能很容易的區分終端接入類型，從而減少整個接入過程的系統開銷。
文檔編號H04Q7/38GK101098297SQ20061008953
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月30日 優先權日2006年6月30日
發明者周海軍, 胡金玲 申請人:大唐移動通信設備有限公司