专利名称：一种增强随机接入方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种增强随机接入方法及装置。
技术背景第三代移动通信系统时分-同步码分多址(TD-SCDMA， Time-Division Synchronization Code Division-Multiple-Access)系统中，移动终端设备(UE， User Equipment)接入系统的过程与第二代GSM系统类似，但由于系统对同 步性能的特殊要求，随机接入过程中专门增加了对上行同步的处理。TD-SCDMA无线帧子帧结构，在一个子帧中，同时存在上行和下行时隙， 共计7个。除时隙TsO必须用于下行、时隙Tsl必须用于上行方向外，其余时 隙的方向可以变化。DwPTS ( downlink pilot time slot)和UpPTS ( uplink pilot timeslot)分别对应下行和上行同步时隙，GP为上下行间保护时间间隔。在UE开机后，首先必须与小区建立下行同步，然后才能开始建立上行同 步。在UE随机接入时，虽然可以接收到基站的DwPTS信号，建立了下行同 步，但是并不知道与基站之间的距离，这导致UE的首次上行发送不能同步到 达基站。因此，为了减小对常规时隙的干扰，上行信道的首次发送在UpPTS 这个特殊时隙上进行。考虑到无线信道的复杂性，利用功率来估计传输时延 非常不准确，可以让UE以一个固定的发送时间提前量来发送上行同步码 (SYNC—UL， synchronous uplink )。然后，基站在搜索窗口内检测SYNC-UL序列，可以估计出SYNC-UL接 收功率和到达时刻。基站通过前向物理接入信道(FPACH , Forward physical access channel)向UE发送反馈信息，给出UE下次发射的功率以及时间调整 值，以便建立上行同步。正常情况下，基站将在接收到SYNC-UL后的4N个子帧内对UE作出应 答。如果UE在4N个子帧内(N的取值由系统配置)没有收到来自基站的应答， 则认为同步请求发送失败。UE将会随机延迟一段时间，重新开始尝试同步发 送。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(UE, User Equipment)向系统发送数据时会采用HSUPA增强 技术。如图l所示，由于UE是否可以向系统发送数据是由系统控制的，其接 入过程具体为当UE需要向系统发送HSUPA上行数据时，UE向系统发送增强的随机 接入控制信道(E陽RUCCH， E-DCH Random access Uplink Control Channel )消息；由于E-RUCCH与物理随机接入信道(PRACH， physical random access channel)占用相同的物理资源，因此系统必须经过E-RUCCH和PRACH两种 解码处理后，才能确定UE通过物理信道上传递的消息是E-RUCCH消息还是 PRACH消息。系统进行E-RUCCH解码和PRACH解码时，可以采用并行方式或串行方 式处理。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。当系统(如Node B )正确接收到UE的E-RUCCH请求消息，并且确定 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。然而，采用上述实现增强随机接入的现有技术方案不适合在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消息不能保证被Node B正确接收，还可能对其他时隙数据带来干扰。此外，不同UE的E-RUCCH 或者是PRACH的碰撞概率也比较大。 发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种增强随机接入方法及装置，能够 保证增强随机接入请求消息能被基站正确接收，并且不会对其他时隙数据带 来干扰，还能减少不同UE的E-RUCCH或者是PRACH的碰撞概率。
实现本发明目的的技术方案如下 一种增强随机接入方法，包括步骤检测并接收终端发送的上行导频码，通过前向物理接入信道向终端发送 反馈消息；接收终端发送的增强数据接入请求，确定允许终端发送上行增强数据后， 向终端发送物理资源、功率等配置消息，接收上行增强数据。 优选的，所述上行导频码为普通随机接入发送的导频码。 优选的，所述增强的数据接入请求信令包括服务小区与邻小区路损信 息；终端可用的相对最大发射功率；最高优先级数据占总緩存的比例值；緩 存大小等级；最高优先级逻辑信道标识号；以及终端的高速上行分组接入标 识号。优选的，所述增强的数据接入请求与物理随机接入信道占用相同的物理资源。优选的，所述增强的数据接入消息与物理随机接入信道消息采用不同的 校验码。优选的，所述增强的数据接入消息的校验码是物理随机接入信道消息校 验码的翻转。此外，本发明也提供一种增强随机接入装置，包括接收处理单元，用于检测并接收终端发送的上行导频码序列，及用于接 收终端发送的增强数据接入请求和增强数据；消息发送单元，用于通过前向物理接入信道向终端发送反馈消息，及用 于当确定允许终端发送增强数据时，向该终端发送物理资源、功率等配置消 台、.解码处理单元，用于对增强数据接入请求进行解码处理，并判断是否允 许终端发送增强数据。优选的，所述上行导频码为普通随机接入发送的导频码。优选的，所述增强的数据接入请求信令包括服务小区与邻小区路损信 息；终端可用的相对最大发射功率；最高优先级数据占总緩存的比例值；緩 存大小等级；最高优先级逻辑信道标识号；以及终端的高速上行分组接入标识号。优选的，所述增强的数据接入请求与物理随机接入信道占用相同的物理资源。优选的，所述增强的数据接入消息与物理随机接入信道消息采用不同的 校验码。优选的，所述增强的数据接入消息的校验码是物理随机接入信道消息校 验码的翻转。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、 本发明通过在现有增强随机接入过程的基础上加以改进，即在UE向 Node B发送增强随机接入请求之前，通过采用普通随机接入的方式使UE建 立同步，从而保证E-RUCCH能被Node B正确接收。2、 本发明增强随机接入沿用普通随机接入已经适用的上行同步码，以减 少不同UE的E-RUCCH或PRACH的碰撞概率。3、 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。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述。
图1是现有技术实现增强随机接入的示意图；图2是现有技术中系统对接收的数据进行并行译码的处理过程示意图； 图3是现有技术中系统对接收的数据进行串行译码的处理过程示意图； 图4是本发明增强随机接入过程示意图； 图5是本发明增强随机接入方法流程图； 图6是本发明E-RUCCH发送控制的过程示意图 图7是本发明增强随才几接入装置框图。
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Node B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，
当终端向系统发送增强随机接入请求时，系统能够采用类似于普通随机接入 的过程进行相应的处理，从而避免发生碰撞。下面，结合图4和图5,详细阐述终端向系统发送增强随机接入请求的处 理过程，具体如下步骤501: UE向Node B发送上行导频码；步骤502: Node B ^r测并接收UE发送的上行导频码；步骤503: Node B向UE发送FPACH消息；步骤504: UE接收到该FPACH消息后，向Node B发送增强数据接入请 求E-RUCCH;步骤505: Node B收到UE发送的E-RUCCH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l正发送增强数据，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。由于本发明增强随机接入过程是将现有普通随机接入和增强随机接入两 个过程的有机结合，因此，下面将对各个步骤中的具体处理过程详细加以说 明。移动台接入系统的第 一 步是获得与当前小区的同步。该过程是通过捕获 小区下行同步时隙DwPTS的SYNC—DL来实现的。SYNC—DL是一个系统预 定的64位PN序列，SYNC—DL最多有32种可能的选择。系统中相邻小区的 SYNC—DL互不相同，不相邻小区的SYNC—DL可以复用。SYNC—DL包含在 TD—SCDMA无线突发中的DwPTS时隙。按照TD-SCDMA的无线帧结构，SYNC—DL在系统中每5ms发送一次， 并且每次都以恒定满功率值发送该信息。移动台接入系统时，对32个 SYNC—DL码字进行逐一搜索。这里需要说明的是，由于TD-SCDMA系统对上行同步定时有着严格要 求，因此不同用户的数据都要以基站的时间为基准，在预定的时刻到达 Node-B。步进调整的时间精度为1/8 chip,对应的时间是0.097 s，每次调整 最大变化量为lchip。与此相对应，GSM的空中比特速率为270.833kbit/s，时 间调整精度是lbit,对应时间精度为3.69 jlis。在下行链路上UE和系统取得同步后，由于UE和Node B的距离关系， 系统还不能正确接受UE发送的消息。为了避免在不恰当的时间发送消息而对 系统造成干扰，UE在上行方向首先要在UpPTS时隙上发送SYNC—UL。UpPTS 时隙专用于UE和系统的上行同步，没有用户的业务数据。按照系统设置，每个DwPTS序列号对应8个SYNC—UL码字，UE根据 收到的DwPTS信息，随机决定将使用的上行SYNC一UL码字。与UE决定 SYNC_DL的方式类似，Node B可以采用逐个做相关运算的办法，判断UE 当前使用的是哪个上行同步码字。系统收到UE发送的SYNC—UL，就可得到SYNC—UL的定时和功率信息。 并由此决定UE应该使用的发送功率和时间调制值，在接下来的4个子帧中的 某一子帧通过FPACH信道发送给UE。在FPACH信道中还包含UE初选的 SYNC-UL码字信息以及Node B接收到SYNC—UL的相对时间，以区分在同 一时间段内使用不同SYNC-UL的UE,以及不同时间段内使用相同SYNC-UL 的UE。 UE在FPACH上接收到这些信息控制命令后，就可得知自己的上行同 步请求是否已经被系统接受。UE在收到FPACH消息后，向NodeB发送增强的数据接入请求，由于采 用和普通随机接入相同的SYNC—UL码，并且E-RUCCH可以与PRACH占用 相同的物理资源，并将SYNCJJL码与FPACH和E-RUCCH的映射关系分别 进行处理。由于E-RUCCH与PRACH占用相同的物理资源，因此系统必须经 过E-RUCCH和PRACH两种解码处理后，才能确定UE通过物理信道上传递 的消息是E-RUCCH消息还是PRACH消息。系统进行E-RUCCH解码和 PRACH解码时，仍然可以采用如图2和3所示的并串行方式处理过程，此处 不再赘述。E-RUCCH消息与PRACH消息采用不同的校验码，E-RUCCH消 息的校验码可以是PRACH消息校验码的翻转。这里所说的翻转，对于由O、 1组成的比特序列，翻转是指将0变为1，将1变为0;对于带符号的数值则 是符号取反。Node B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在信道上开始向系统发 送上行增强数据。在TD-SCDMA系统中，E-RUCCH接入的具体实现过程可以分别从MAC 层和物理层进行描述。一、E-RUCCH的MAC层4妄入过程如图6所示，E-RUCCH发送控制的过程具体如下步骤601、 MAC从无线资源控制(RRC， Radio Resource Control)接收下面E-RUCCH发送控制参数ASC集参数，包括每个ASC， i=0,...，NumASC , SYNC-UL分割标识i 和持续值Pi (发送概率)。SYNCJJL的最大循环次数Mmax;步骤602、判断是否有E-RUCCH消息需要发送，如果有则转入步骤603， 否则继续搜索消息；步骤603、当有数据要传送时，MAC从ASC集中选择ASC， ASC集由 SYNCJJL分割的标识符i和相应的持续值Pi组成；如果未超过SYNCJJL 的最大循环次数，MAC将准备E-RUCCH接入过程，继续步骤604，否则转 至步骤609;步骤604、基于持续值Pi， UE MAC决定是否在目前的时间间隔内开始 执行物理层E-RUCCH的传输程序，如果不允许发送，则转入步骤605，如果 允许发送，则继续步骤606;步骤605、将在下一个发送时间间隙执行一个新的持续检查程序，该持续 检查程序被重复执行直到发送被允许。步骤606、 E-RUCCH传输程序(通过选择和发送SYNC—UL开始)进行 初始化配置，然后MAC等待物理层接入信息，如果物理层有接入信息，则进 入步骤607，否则转至步骤608;步骤607、如果FPACH确认同步脉冲，物理层向MAC通知接入信息ACK (确认)，贝'J MAC请求E-RUCCH数据传输，物理层采用和FPACH相关 E-RUCCH资源完成E-RUCCH消息的发送。步骤608、如果物理层没有收到FPACH的确认并且SYNCJJL的最大循 环次数没有超过允许值，那么，物理层向MAC通知NAK (否认)信息，新
的持续测试将在下一个传输时间间隔内执行，并重复物理层接入程序。定时器T2保证了两次成功的持续测试至少间隔一个传输时间间隔。步骤609、如果超过SYNC—UL的最大循环次数，MAC将终止E-RUCCH4妾入过程，丟弃消息。二 、 E-RUCCH的物理层接入过程E-RUCCH接入过程的准备过程和TD-SCDMA接入的准备过程基本相同。UE可以首先保持下行同步并读取广播消息，然后才能进行E-RUCCH接入过程。从DwPTS中使用的SYNC-DL码(签名)，UE可以得到为随机接入而分配给UpPTS的8个SYNC-UL码的码集。关于PRACH、 FPACH的一些参数(码，扩频因子、中间码、时隙)都会在广播信道(BCH， Broadcast Channel)上广播。因此，当发送SYNC-UL序列时，UE可知道接入时FPACH资源和E-RUCCH占用的资源(可建立E-RUCCH与FPACH的对应关系)。在E-RUCCH接入过程初始化以前，物理层需要接收来自RRC层的下列 4古自-① 签名与FPACH的关联情况；FPACH和PRACH/E-RUCCH的关联情况； 所列出的物理信道参数。② 与FPACHi相关的PRACH/E-RUCCH消息的长度，可以配置成1、 2 或4，对应时间长度分别为5ms、 10ms或20ms。在这里，NRACHi个PRACH可以与FPACHi关联。最大允许的NRACHi 等于Li。③ 每个接入业务等级(ACS, Access Service Class)可用的UpPCH子信道。 PRACH消息的传输格式参数集合。 ⑤UpPCH中最大发送数目"M"。(D用于等待网络对一个发送签名所确认的子帧数目的最大值"WT"。 ⑦初始签名功率"Signature-Initial-Power" E-RUCCH具体接入过程为在UpPTS中紧随保护时隙之后的SYNC—UL序列仅用于上行同步，UE 从想要接入的小区所采用的8个可能的SYNC UL码中随机选择一个，并在UpPTS物理信道上将其发送到基站。然后UE确定UpPTS的发射时间和功率 (开环过程)，以便在UpPTS物理信道上发射选定的特征码。一旦NodeB检测到来自UE的UpPTS信息，那么也就知道了 UE到达的 时间和接收功率。Node B确定发射功率更新和定时调整的指令，并在以后的 4个子帧内通过FRACH (在一个突发/子帧消息)发送给UE。当UE从选定的FPACH (与所选特征码对应的FPACH)中收到上述控制 信息时，表明Node B已经收到了 UpPTS序列。然后，UE将调整发射时间和 功率，并确保在接下来的两帧后，在对应于FPACH的E-RUCCH信道上发送 E-RUCCH消息。在这一步，UE发送到NodeB的E-RUCCH将具有较高的同 步精度。因为FPACH反馈的功率电平值是针对PRACH信道的，所以 E-RUCCH的发射功率应当增加一个功率偏移量A/3。 AP与E-RUCCH和 PRACH编码差异相关。之后，UE将会监听分配给UE的增强的接入允许信道(E-AGCH, Access Granted Channel)，并判断UE是否可以发送上行4妾入数据。此外，对E-RUCCH承载的消息内容和编码处理过程分别说明如下1 、 TD-SCDMA系统E-RUCCH承载的信令包含如下内容服务小区与邻小区路损信息(SNPL， Serving and Neighbour Cell Pathloss)， 5比特，映射为一度量值；UE可用的相对最大发射功率(UPH,UE Power Headroom) ， 5比特；最高优先级凄t据占总纟爰存的比例(HLBS， Highest priority Logical channel Buffer Status), 4比特，映射为不同的百分值；总E-DCH緩存状态(TEBS， Total E-DCH Buffer Status), 5比特，映射为 不同的緩存大小等级；最高优先级逻辑信道ID (HLID， Highest priority Logical channel ID), 4比 特，不同ID表征不同优先级；UE的HSUPA ID号(H-認TI， E-DCH Radio Network Temporary Identifier) ， 16比特。2、编码处理过程CRC检验码长度为16;
巻积编码； 速率匹配； 比特加绕； 帧内交织； 物理信道映射。
最后，如图7所示，为增强随机接入装置框图。该装置包括接收处理 单元71、消息发送单元72、以及解码处理单元73。 通过该装置进行增强随机接入的处理过程如下
接收处理单元71检测并接收终端发送的上行导频码序列，然后由消息发 送单元72通过前向物理接入信道向终端发送反馈消息；接收处理单元71接 收终端发送的增强数据接入请求，转由解码处理单元73对该增强数据接入请 求进行解码处理，然后判断是否允许终端发送增强数据，如果确定允许该终 端发送增强数据，则由消息发送单元72向该终端发送物理资源、功率等配置 消息；再由接收处理单元71对终端发送的增强数据予以接收。
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。
权利要求
1、 一种增强随机接入方法，其特征在于，包括步骤 检测并接收终端发送的上行导频码，通过前向物理接入信道向终端发送反馈消息；接收终端发送的增强数据接入请求，确定允许终端发送上行增强数据后， 向终端发送物理资源、功率等配置消息，接收上行增强数据。
2、 如权利要求1所述的增强随机接入方法，其特征在于，所述上行导频 码为普通随机接入发送的导频码。
3、 如权利要求1所述的增强随机接入方法，其特征在于，所述增强的数 据接入请求信令包括服务小区与邻小区路损信息；终端可用的相对最大发 射功率；最高优先级数据占总緩存的比例值；緩存大小等级；最高优先级逻 辑信道标识号；以及终端的高速上行分组接入标识号。
4、 如权利要求1所述的增强随机接入方法，其特征在于，所述增强的数 据接入请求与物理随机接入信道占用相同的物理资源。
5、 如权利要求1所述的增强随机接入方法，其特征在于，所述增强的数 据接入消息与物理随机接入信道消息采用不同的校验码。
6、 如权利要求5所述的增强随机接入方法，其特征在于，所述增强的数 据接入消息的校验码是物理随机接入信道消息校验码的翻转。
7、 一种增强随机接入装置，其特征在于，包括接收处理单元，用于检测并接收终端发送的上行导频码序列，及用于接收终端发送的增强数据接入请求和增强数据；消息发送单元，用于通过前向物理接入信道向终端发送反馈消息，及用于当确定允许终端发送增强数据时，向该终端发送物理资源、功率等配置消 自.解码处理单元，用于对增强数据接入请求进行解码处理，并判断是否允 许终端发送增强数据。
8、 如权利要求7所述的增强随机接入装置，其特征在于，所述上行导频 码为普通随机接入发送的导频码。
9、 如权利要求7所述的增强随机接入装置，其特征在于，所述增强的数 据接入请求信令包括服务小区与邻小区路损信息；终端可用的相对最大发 射功率；最高优先级数据占总緩存的比例值；緩存大小等级；最高优先级逻 辑信道标识号；以及终端的高速上行分组接入标识号。
10、 如权利要求7所述的增强随机接入装置，其特征在于，所述增强的 数据接入请求与物理随机接入信道占用相同的物理资源。
11、 如权利要求7所述的增强随机接入装置，其特征在于，所述增强的 数据接入消息与物理随机接入信道消息采用不同的校验码。
12、 如权利要求11所述的增强随机接入装置，其特征在于，所述增强的 数据接入消息的校验码是物理随机接入信道消息校验码的翻转。
全文摘要
本发明提供增强随机接入方法，包括步骤检测并接收终端发送的上行导频码，向终端发送反馈消息；接收终端发送的增强数据接入请求，确定允许终端发送上行增强数据后，向终端发送物理资源、功率等配置消息，接收上行增强数据。本发明提供增强随机接入装置，包括接收处理单元检测并接收终端发送的上行导频码序列，接收终端发送的增强数据接入请求和增强数据；消息发送单元向终端发送反馈消息，及当确定允许终端发送增强数据时，向该终端发送物理资源、功率等配置消息；解码处理单元对增强数据接入请求进行解码处理，并判断是否允许终端发送增强数据。本发明能够保证增强随机接入请求消息能被基站正确接收，减少不同终端的E-RUCCH或者是PRACH的碰撞概率。
文档编号H04J13/02GK101123467SQ20061008916
公开日2008年2月13日 申请日期2006年8月7日 优先权日2006年8月7日
发明者周海军, 胡金玲 申请人:大唐移动通信设备有限公司