碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法
2023-05-14 11:11:46 1
專利名稱：碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統，尤其涉及碼分多址系統隨機接入(RandomAccess)前導檢測方法。
背景技術：
隨著移動通信的迅猛發展，人們對移動通信的質量及其提供的業務類型要求也越來越高，第三代移動通信的提出及發展正是符合了人們的這種需求，因此備受矚目。寬帶碼分多址(WCDMA，Wide CDMA)是第三代移動通信系統標準化組織(3rdGeneration Partnership Project，3GPP)提出的無線傳輸技術(Radio Transmission Technology，RTT)方案，它不但能提供高質量的話音服務，而且能夠提供與固定網絡類似的多媒體業務。
在寬帶碼分多址(WCDMA)系統中，隨機接入是系統中非常重要的一個部分，是用戶設備(User Equipment，UE，WCDMA系統中的終端設備)在小區註冊以及註冊後呼叫時建立專用信道的前提和基礎，因此隨機接入部分的性能顯得非常重要。目前較為常用的隨機接入前導檢測方法主要是通過設定一個固定不變的門限來檢測前導(如圖1所示)，凡是能量大於門限T的多徑都將記錄下來，如果某個籤名至少有一條多徑的能量大於門限T，則該籤名為有效籤名，否則為無效籤名，這種方法實現起來相對較為簡單，但是這種方法有其不足之處。在實際環境中，不同環境的噪聲有所不同，而且噪聲往往不是標準的高斯噪聲，經常會出現短時間的脈衝式噪聲，對於這些噪聲，AGC並不能即時調整增益來保證輸出平穩，此時系統中的噪聲要比非脈衝式噪聲強，所接收到的信號信噪比相對更小。在隨機接入過程中，導致上報消息解錯有兩種可能的原因，一種是所檢測到的前導是噪聲產生的，導致解調所得到的相應消息是錯誤的；另一種是所檢測到的前導雖然是UE發上來的，但消息解調不正確。前者在門限提高後，隨著虛警概率的減低會減少，後者由於前導功率攀升，而且超過門限的多徑都為更強的多徑，消息解錯數量也會一定程度的減小，即總體錯誤減小，而反之門限降低的時候總體錯誤會增大。當錯誤數較高的時候，有必要提高門限，保證UE發上來的前導有消息解調資源，不至於被大量的噪聲產生的前導佔用所有的消息解調資源，而UE發上來的前導反而因暫時無解調資源被拒絕，導致接入時間長，甚至接入完全失敗；當錯誤數比較少的時候，說明噪聲能量比較低，UE發上來的前導應該都有消息解調資源可用，應該降低門限，使得UE的前導重傳次數減少，減短接入時間，消耗的功率也減少，也減小對其它UE的幹擾。因此最好可以有一個自適應調整的動態門限。當然門限調整應該有一個上下極限，防止這個反饋環路發散，因為門限過高和過低對系統性能都是不利的。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在的固定門限方法中門限選擇困難、抗幹擾性能差、總體錯誤率較高的缺點，以期提出一種能夠方便選擇門限、提高抗幹擾能力及降低錯誤率的碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法。
為實現上述目的，本發明提出一種碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法，其特徵在於，包括以下步驟第一步對輸入信號進行解擾、解頻偏、解籤名、相關積分等處理，得到前導的不同籤名的功率時延分布(Power Delay Profile，PDP)；第二步每個籤名的每個多徑的能量與前導檢測門限T比較，大於T的多徑認為是有用的多徑，記錄所有有用多徑；第三步根據第二步的結果判別當前籤名是否為有效籤名；如果至少有一條多徑能量大於T，則認為該籤名有效，進入第五步，即把第二步中得到的所有有用多徑送給多徑管理，多徑管理得到的多徑用於message(隨機接入的消息部分)解調；如果沒有任何多徑的能量大於T，則認為該籤名無效，該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)不解調；第四步根據第三步的判別結果，如果是無效籤名，則進入此步驟，即捨棄該籤名，不對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即不對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調；第五步，對第三步輸入的所有有用多徑做進一步的多徑管理，主要處理如下當兩個相鄰的多徑的相位間距小於1chip(碼片，碼分多址系統的多徑相位單位)，剔除能量較小的徑；多徑管理後的多徑相位間距都將不小於1chip(碼片，碼分多址系統的多徑相位單位)，並將多徑管理處理後的多徑分布輸送給message(隨機接入的消息部分)解調單元；第六步，解調單元將按照第五步產生的多徑分布解調message(隨機接入的消息部分)；第七步，根據第六步解調的結果，在一定時間內統計消息解調錯誤個數，統計消息解調錯誤率；第八步，根據消息解調錯誤率動態調整前導檢測門限；如果錯誤率升高則適當增大前導檢測門限；如果錯誤率降低，則適當減小前導檢測門限。當然門限調整應該有一個上下極限，防止這個反饋環路發散，因為門限過高和過低對系統性能都是不利的。
本發明所述的隨機接入前導檢測動態門限方法，通過由環路自適應動態調整門限，統計一段時間內消息解調錯誤率來動態調整前導檢測門限，從而提高隨機接入的性能。與現有技術相比，能夠動態的調整前導檢測門限，使消息解調錯誤率控制在預期值附近，對環境噪聲和幹擾具有自適應性。在噪聲大和幹擾強的時候能有效抵抗幹擾，保證隨機接入成功率；在噪聲和幹擾小的時候，自動降低UE的發射功率，節約能源，減小對其他UE的幹擾。隨機接入的性能要比現有技術的隨機接入性能有較好的改善。
圖1是WCDMA系統中現有方法流程圖。
圖2是本發明所述碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述，根據這些附圖，同一領域的技術人員可以很容易實現本發明。
本發明主要是提出了一種用於碼分多址系統，尤其是寬帶碼分多址(WCDMA)系統的隨機接入前導檢測動態門限方法，能夠動態的調整前導檢測門限，使消息解調錯誤率控制在預期值附近，對環境噪聲和幹擾具有自適應性。在噪聲大和幹擾強的時候能有效抵抗幹擾，保證隨機接入成功率；在噪聲和幹擾小的時候，自動降低UE的發射功率，節約能源，提高通信系統隨機接入性能。
圖1是寬帶碼分多址(WCDMA)系統中現有技術採用的隨機接入前導檢測固定門限的方法流程圖。
這個邏輯流程圖始於步驟101，終止於步驟106。
步驟101，PDE(Preamble Dection Engine，前導檢測引擎)，對輸入信號完成解擾(與擾碼相關相乘)、解頻偏(與頻率偏移值相乘)、解籤名(與不同的籤名相關相乘)、相干積分(按給定的長度相干積分)，這樣得到16個籤名的功率時延分布(Power Delay Profile，PDP)，即得到每個籤名的所有多徑的能量。
步驟102，對於每個籤名，將其每個多徑的能量與固定門限T比較，能量大於T的記錄為有用多徑，不大於T的多徑捨棄。
步驟103，從步驟102的結果可以知道該籤名的是否至少一條多徑徑的能量大於T(即是否最強多徑的能量大於T)，如果所有多徑能量都不大於T，則說明該籤名為無效籤名，不對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即不對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調，也就是進入步驟104。如果至少一條多徑能量大於T(即是否最強多徑的能量大於T)，則說明該籤名為有效籤名，對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調，也就是進入步驟105和步驟106。
步驟104，根據步驟103的判別結果，如果是無效籤名，則進入此步驟，即捨棄該籤名，不對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即不對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調。
步驟105，根據步驟103的判別結果，如果是有效籤名，進入該步驟，對步驟102記錄的所有有用多徑做進一步的多徑管理，主要處理是，當兩個相鄰的多徑的相位間距小於1chip(碼片，碼分多址系統的多徑相位單位)，剔除能量較小的徑。多徑管理後的多徑相位間距都將不小於1chip(碼片，碼分多址系統的多徑相位單位)，並多徑管理處理後的多徑分布輸送給message(隨機接入的消息部分)解調單元，解調單元將按照本步驟產生的多徑分布解調message(隨機接入的消息部分)。
步驟106，根據步驟105多徑管理得到的多徑分布解調消息部分。
圖2是本發明所闡述的隨機接入多徑選擇的方法流程圖。
這個邏輯流程圖始於步驟201，終止於步驟206。
步驟201，PDE(Preamble Dection Engine，前導檢測引擎)，對輸入信號完成解擾(與擾碼相關相乘)、解頻偏(與頻率偏移值相乘)、解籤名(於不同的籤名相關相乘)、相干積分(按給定的長度相干積分)，這樣得到16個籤名的功率時延分布(Power Delay Profile，PDP)，即得到每個籤名的所有多徑的能量。
步驟202，對於每個籤名，將其每個多徑的能量與固定門限T比較，能量大於T的記錄為有用多徑，不大於T的多徑捨棄。
步驟203，從步驟202的結果可以知道該籤名的是否至少一條多徑徑的能量大於T(即是否最強多徑的能量大於T)，如果所有多徑能量都不大於T，則說明該籤名為無效籤名，不對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即不對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調，也就是進入步驟204。如果至少一條多徑能量大於T(即是否最強多徑的能量大於T)，則說明該籤名為有效籤名，對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調，也就是進入步驟205和步驟206。
步驟204，根據步驟203的判別結果，如果是無效籤名，則進入此步驟，即捨棄該籤名，不對該籤名發送AI(Access Indication，接入指示)，即不對該籤名對應的message(隨機接入的消息部分)解調。
步驟205，根據步驟203的判別結果，如果是有效籤名，進入該步驟，對步驟202記錄的所有有用多徑做進一步的多徑管理，主要處理是，當兩個相鄰的多徑的相位間距小於1chip(碼片，碼分多址系統的多徑相位單位)，剔除能量較小的徑。多徑管理後的多徑相位間距都將不小於1chip(碼片，碼分多址系統的多徑相位單位)，並多徑管理處理後的多徑分布輸送給message(隨機接入的消息部分)解調單元，解調單元將按照本步驟產生的多徑分布解調message(隨機接入的消息部分)。
步驟206，根據步驟205多徑管理得到的多徑分布解調消息部分。
步驟207，根據步驟206解調的結果，統計消息解調錯誤率(一定時間內的錯誤總數)。
步驟208，根據消息解調錯誤率動態調整前導檢測門限。如果錯誤率升高則適當增大前導檢測門限；如果錯誤率降低，則適當減小前導檢測門限。當然門限調整應該有一個上下極限，防止這個反饋環路發散，因為門限過高和過低對系統性能都是不利的。
權利要求
1.一種碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法，其特徵在於，包括以下步驟第一步對輸入信號進行處理，得到前導的不同籤名的功率時延分布；第二步每個籤名的每個多徑的能量與前導檢測門限T比較，大於T的多徑認為是有用的多徑，記錄所有有用多徑；第三步根據第二步的結果判別當前籤名是否為有效籤名；如果至少有一條多徑能量大於T，則認為該籤名有效，進入第五步；如果沒有任何多徑的能量大於T，則認為該籤名無效，該籤名對應的隨機接入的消息部分不解調；第四步根據第三步的判別結果，如果是無效籤名，則捨棄該籤名，不對該籤名發送接入指示，即不對該籤名對應的隨機接入的消息部分解調；第五步，對第三步輸入的所有有用多徑做進一步的多徑管理；第六步，解調單元將按照第五步產生的多徑分布解調隨機接入的消息部分；第七步，根據第六步解調的結果，在一定時間內統計消息解調錯誤個數，統計消息解調錯誤率；第八步，根據消息解調錯誤率動態調整前導檢測門限。
2.如權利要求1所述的碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法，其特徵在於，第一步所述的處理內容包括解擾、解頻偏、解籤名、相關積分等過程。
3.如權利要求1所述的碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法，其特徵在於，第五步所述的主要處理包括以下方面當兩個相鄰的多徑的相位間距小於1個碼片時，剔除能量較小的徑；多徑管理後的多徑相位間距都將不小於1個碼片；將多徑管理處理後的多徑分布輸送給隨機接入的消息部分解調單元。
4.如權利要求1所述的碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法，其特徵在於，第八步中調整的方法為如果錯誤率升高則適當增大前導檢測門限；如果錯誤率降低，則適當減小前導檢測門限。
全文摘要
本發明公開了一種移動通信領域中的碼分多址系統隨機接入前導檢測動態門限方法，包括1.對輸入信號進行處理，得到前導的不同籤名的功率時延分布；2.記錄所有有用多徑；3.判別當前籤名是否為有效籤名；如果是無效籤名，則捨棄該籤名；如果是有效籤名則對所有有用多徑做進一步的多徑管理；4.解調單元解調隨機接入的消息部分；5.統計消息解調錯誤個數，統計消息解調錯誤率；6.根據消息解調錯誤率動態調整前導檢測門限。本發明克服了現有技術存在的固定門限方法中門限選擇困難、抗幹擾性能差、總體錯誤率較高的缺點，具有方便選擇門限、提高抗幹擾能力及降低錯誤率等優點。
文檔編號H04W74/08GK1731888SQ20041007016
公開日2006年2月8日 申請日期2004年8月4日 優先權日2004年8月4日
發明者萬裡龍, 任震, 丁傑偉 申請人:中興通訊股份有限公司