专利名称：一种随机接入方法及导频码的扩展方法
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(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，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。因此，对于TDD系统而言，现有技术通常将增强型 随机接入控制信道(E-RUCCH, E-DCH Random access Uplink Control Channel )占用与物理随才几4矣入信道(PRACH, physical random access channel) 相同的物理资源。
现有增强型随机接入采用与普通随机接入相同的接入过程，具体为 当UE需要向系统发送HSUPA上行数据时，UE向系统发送上行同步码 (SYNC—UL, synchronous uplink),如果系统能够无碰撞的接收到SYNC—UL 码，则向UE发送快速物理接入信道(FPACH ， past physical access channel) 消息，UE收到FPACH消息后，向系统发送E-RUCCH消息；
由于E-RUCCH与PRACH占用相同的物理资源，并且增强型随机接入与
普通随机接入采用相同的SYNC—UL码，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。
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、 增加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 发生的概率比较大，而增强型随机接入和普通随机接入采用相同的SYNC—UL 码，因此，增强型随机接入和普通随机接入碰撞的概率必然会增加。
2、 资源分配不灵活。PRACH消息的传输时间间隔(TTI, Transmission Time Interval)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，能够减少增强型 随机接入与普通随机接入的碰撞概率，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O。
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、 减少了增强型随初^接入对普通随枳4妻入的影响。由于增强型随枳^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。
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4是本发明随机接入过程示意图5是本发明随机接入方法的流程图6是本发明导频码的相关峰值偏移量示意图7是本发明导频码的峰值窗示意图8是本发明信号冲突检测示意图。
具体实施例方式
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(SYNCJJL)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一UL码，分别为 SYNC—ULil和SYNC—ULi2，且两者不相同。其中，SYNCJJLil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—ULil不同，并且尽可能与小区i相临的小区分配的SYNC一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SYNCJJLil码的圓周旋转。
例如1.28MTDD系统的SYNC—UL码的圆周旋转可釆用如下所述的方
式
圓周^走转前的SYNC—UL码为"。，""…，"w，"64，…，"n6，"'"； 圆周S走4争后的SYNC—UL码为"64，"65，"'，"u""。,"、"62，"《。 方式二
SYNC—ULi2可以是如方式一所述的SYNC—ULi2码的圓周旋转。
此外，为了改善所扩展码SYNC一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O， l是指O变
1, l变O;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，由千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一UL码与 RUCCH和E-RUCCH的映射关系；而在本发明所述的随才几接入过程中，由于 增强型随机接入和普通随机接入分别采用SYNC—ULil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 SYNCJJL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SYNCJJLil码的检测；对 于支持增强型随机接入的小区，系统对SYNC—ULil码和SYNC—ULi2进行检 测，以确定UE的随才几接入类型。
SYNC—ULil码和SYNC—ULi2翻转前的码相同，可以通过SYNC—ULil 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一ULil码和SYNC—UU2 翻转前的码不同，如果SYNC—ULil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—Ulil的圓周旋转时的 一个具体实施例。
如果SUNC—Uli2是SUNCJJlil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—Ulil ，得到相关序列为
z;'，r,1,…,《—,，其中m是估计窗长；
检测增强型随机接入导频码SUNCJJli2,得到相关序列为《,Z;2,…，《 一、普通随机接入导频码SUNC一Ulil的检测 1、平均噪声功率的计算
2、 找出//,',./ = 0广.，-1中大于尸 +1^的相关功率值《，其中Ff为检测门 限，取值范围是8~10dB，这里建议K,取值为6dB。
3、 条件l:(>《64)且(《>《64);
条件2: /-((x + 64)u(x —64》的丄';为Pi , 其中；ce《，《满足
(《>o《64)。
4、 判断是否有SYNCJJlil接入
如果(y — 64) < o,令《64 = 0, (j' + 64) > (m — 1)，令《64 = 0 ; 这里假设满足条件1的《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(Pjeak-Pi)〈Pt的Pi的数目counKNt,就可 以判断有SUNC—Ulil接入。Nt和Pt的建议值分别是8和4。
5、 石並撞判断
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AT内，称 AT为峰值窗，最强的路径是在AT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—ULil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一ULil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
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
尸"二士s《。
附.,=0
2、 找出z;,2,7、o,…,w-i中大于A+p;的相关功率值i;2，其中^为检测门
限，取值范围是8~10dB，这里建议^,取值为6dB。
3、 条件l: ('/〉Z^4)且(《〉r"4);
条件2:/-((x + 64)u(jc — 64))的丄',2为Pi, 其中 x g《？ 丄'〗满足
(《>《64)且(《〉《64)。
4、 判断是否有SYNCJJli2接入
如果()—64) < o,令丄')—64 = 0 ， (y + 64) > (w -1),令丄'"4 = 0 ;
这里假设满足条件1的《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(PjDeak-Pi;KPt的Pi的数目counKNt,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AT内，称 AT为峰值窗，最强的路径是在AT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一ULil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，就确认没有沖突，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 尸腳(必)—尸、油(必)^ ,^"/r。W.
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一Ulil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—Ulil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。
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，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。
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圓周旋转所形成 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。
10、 一种导频码的扩展方法，其特征在于将导频码进行圆周旋转得到 扩展导频码。
11、 如权利要求IO所述的导频码的扩展方法，其特征在于，所述扩展导 频码的部分比特进行了翻转处理。
12、 如权利要求11所述的导频码的扩展方法，其特征在于，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。
13、 如权利要求11所述的导频码的扩展方法，其特征在于，所述翻转处理是将扩展导频码中数值的符号取反。
全文摘要
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。
文档编号H04Q7/38GK101098297SQ20061008953
公开日2008年1月2日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30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