专利名称：上行数据传输方法
技术领域：
本发明涉及WCDMA系统，尤其涉及上行数据传输方法。
背景技术：
第三代移动通信系统WCDMA采用宽带扩频码分多址接入技术，一个蜂窝小区采用5Mhz的宽带频谱，小区内所有用户都同时使用该频谱，不同用户通过信道化码和扰码区分出来。下行信道采用信道化码区分用户信道，小区内所有用户采用相同的扰码。上行数据的传输中首先终端通过上行接入信道发送随机接入消息进行接入请求；接入成功后建立专用信道进行数据传输。上行链路对于专用信道，不同用户通过不同的扰码来区分用户，对于上行接入信道，小区内的所有用户采用的扰码是相同的，不同用户随机接入是通过不同的接入前缀区分，随机接入消息部分需要通过不同的信道化码来区分。
扩频过程是把每个信道所有编码后的低速率数据比特流与信道化码相乘后扩展到高速的3.84Mcps，系统中所采用的信道化码的长度(扩频因子)可以是4、8、16、32、64、128、256共七种。那么一个信道所承载的数据速率大小就与扩频因子成反比，如果采用比较短的扩频因子，那么承载业务速率就大；如果采用比较长的扩频因子，那么承载的业务速率就低。对于上行信道而言，支持的语音业务一般采用扩频因子为64，扩频因子为128和256一般用于消息的承载的扩频，对于数据业务一般采用扩频因子长度为4、8、16、32。
信道化码是正交可变扩频因子(OVSF)码，用于保持用户不同物理信道之间的正交性。OVSF码可以用如图1所示的码树来定义。信道化码定义为Cch，SF，k，其中SF是码的扩频因子，k是码的序号，0≤k≤SF-1。
在使用信道化码时，从树根到某个码字的路径上的码没有被分配过，或者某个码字下的子树中没有被分配过，该码字才能被使用。
在WCDMA系统中上行信道有用于随机接入消息传送的随机接入信道(PRACH)和用于业务传送的专用信道(DPCH)和用于上行分组业务共享信道(PCHCH)。对于仅仅用于上行消息传送的随机接入信道，根据随机接入过程实现的要求随机接入消息包括前缀和消息部分。随机接入消息的结构如图2所示，随机接入消息发射包括一个或多个长为4096码片的前缀和一个长为10ms或20ms的消息部分。
请参照图3其中前缀是由长度为16比特的Ps(n)(n＝0…15)码的256次重复构成的，具体构成定义为Csig，s(i)＝Ps(i模16)，i＝0，1，…，4095。特征码序列Ps(n)是从16组码长为16的嗒达曼(Hadamard)码构成。由于系统规定蜂窝小区内所采用随机接入前缀标识一共有16种，那么具体采用其中一种前缀接入后，转入随机接入信道消息部分传送时，所采用的信道化码与前缀是关联的，前缀的标记s，0≤s≤15，指向码树的16个节点之一，这个节点对应的信道化码长度为16，在这个节点以下的树枝用于消息部分的扩频，因此消息部分的信道化码的扩频因子只能是32至256中的任意一个。
请参照图4所示，现在WCDMA系统中上行消息的传送是通过随机接入信道PRACH信道实现，语音和数据业务的传输是在随机接入过程后，建立专用信道DPCH，在专用信道上传送数据业务，具体包括以下步骤终端向基站发送接入请求前缀；基站对接入的前缀捕获后，向终端发起接入捕获确认指示；建立专用信道过程；终端向基站传输业务数据。
请参照图3所示，现有技术实现方案中，随机接入消息通过10ms和两个10ms无线帧(20ms)以3.84Mcps码片速率传送，对应的无线码片数量为38400chips和76800chips，而传送时采用的信道化码最短也只能采用32，那么所传送信息量最多为1200比特和2400比特，所传送的信息量比较少，所以现有技术中只能用于传送消息；如果要实现数据业务的传送，即使是比较少的低速率数据业务的传送，也必须用信令建立专用信道DPCH，实现起来信令开销比较大；或者采用建立上行分组共享信道(PCPCH信道)，这种信道实现复杂，上行分组接入对系统设备的设计复杂度、实现难度都比较高，目前这种方案现在还没有设备支持。
发明内容
本发明解决的问题是避免建立专用信道来传输少量的上行数据。
为解决上述问题，本发明提供一种上行数据传输方法，包括步骤终端向基站发送接入请求前缀；基站对接入的前缀捕获后，向终端发起接入捕获确认指示；终端通知基站直接在随机接入信道上传送上行数据；终端向基站传输上行数据，通过缩短前缀特征码长度而缩短信息码长度使该上行数据直接由随机接入消息的消息部分承载。
优选地，随机接入用户采用随机接入消息的前缀进行区分，所述前缀由长度为4的前缀特征码重复1024次构成；所述消息部分的采用信道化码来区分，信道化码长度最短为8。
优选地，消息部分为10ms或20ms的无线帧。
优选地，前缀特征码序列Ps(n)(n＝0、1、2、3)，由4组码长为4的嗒达曼码构成
优选地，所述前缀Csig，s(i)＝Ps(i模4)，i＝0，1，…，4095。
与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提出一种直接通过随机接入信道实现数据业务的传送，从而减少了终端和系统之间的状态转移需要的各种其它信令开销。本发明在10ms和20ms的接入信道消息无线帧上可以传送一定量的数据业务。在无线码片数量为38400chips和76800chips上可以采用信道码长度为8，那么所传送信息量为4800比特和9600比特，所传送的信息量足够支持短消息的传送。不必需要首先从接入过程再转入专用信道或者建立上行分组共享信道等复杂的操作和状态转换，从而大大减少系统的开销。
图1是正交可变扩频因子(OVSF)码的码树示意图。
图2是前缀码表示意图。
图3是随机接入发射结构示意图。
图4是现有技术中上行数据传输方法流程图。
图5是本发明上行数据传输方法采用前缀特征码表示意图。
图6是本发明上行数据传输方法流程图。
具体实施例方式
WCDMA系统中前缀由4096码片构成，是随机接入时首先发起的内容，前缀特征码是前缀中所承载的码，系统已经制定同时有16种前缀特征码，一个前缀中只能有一种前缀特征码。
针对通信实现过程，每个终端在与网络实现一次通信时，都要首先建立公共信道再建立专用信道，公共信道所有用户共用，专用信道是单个终端独立使用，那么公共信道和专用信道之间应该有一定的比例，一般一个小区支持的专用信道在小于100个，而上行的公共信道数量一般2到3个就可以了，每个信道上同时使用的接入前缀数量16是3GPP协议规定的最大值，一般用3到4就可以了。因此，实际应用中采用的前缀特征码远远小于16种，本发明只采用四种前缀特征码。同时本发明中随机接入的消息部分可用的扩频因子(即信道化码长度)可以更多一些，扩频因子可以更短一些，由现有消息部分的扩频因子最短是32更改成最短为8。
请参照图5所示，本发明上行数据传输方法采用4种前缀特征码Ps(n)(n＝0、1、2、3)，编号为4-15的不使用。前缀是由长度为4比特的前缀特征码的1024次重复构成的，具体构成定义为Csig，s(i)＝Ps(i模4)，i＝0，1，…，4095。前缀特征码序列Ps(n)(n＝0、1、2、3)，由4组码长为4的嗒达曼(Hadamard)码构成。
本发明采用随机接入前缀特征码一共有4种，那么具体采用其中一种前缀接入后，转入随机接入消息部分传送上行数据时，所采用的信道化码与前缀是关联的。同时在信道化码使用时，在满足码树分配要求的基础上，消息部分扩频所用信道化码的长度可以支持从8-256。假设前缀的标记s，且0≤s≤15，指向码树的16个节点之一，这个节点对应的信道化码长度为16。在这个节点以下的树枝用于消息部分的扩频，控制部分的扩频用信道化码cc。信道化码cc位于树的最低段，其中扩频因子为256，而信道化码cc＝Cch，256，m这里m＝64s+3。数据部分的扩频用位于树枝顶段的信道化码，这个信道化码的扩频因子为8-256中的任意一个，用信道化码cd＝Cch，SF，m，扩频因子SF是数据部分的扩频因子，m＝SF s/4。)。
请参照图6所示，在本发明实现中，网络侧的基站和终端之间直接通过随机接入信道实现上信数据传送。本发明上行数据传输方法包括步骤终端向基站发送接入请求前缀；基站对接入的前缀捕获后，向终端发起接入捕获确认指示；终端通知基站直接在随机接入信道上传送上行数据；终端向基站传输上行数据，通过缩短前缀特征码长度而缩短信息码长度使该上行数据由随机接入消息的消息部分承载。
终端通知基站直接在随机接入信道上传送上行数据具体为当终端接收到基站的接入捕获确认指示后，终端再向基站随机接入发送消息，本发明与现有技术相比较，是消息部分的内容不同，本发明在消息内容中指示出终端将直接发送上行数据，不需要网络侧来分配专用信道，通过消息内容中的终端能力参数实现(例如支持的业务种类、每种业务的最大速率类型)。
所述消息部分的采用信道化码来区分，信道化码长度最短为8。随机接入用户采用随机接入消息的前缀进行区分，所述前缀由前缀特征码重复1024次构成，前缀特征码长度为4。
消息部分为10ms或20ms的无线帧，现有技术中，前缀特征码长度为16，那么消息部分的信道化码长度最短只能是32，而WCDMA系统的码片速率是3.84Mcps，一个无线帧共38400chips，那么最多可以传送的信息量为38400/32＝1200比特，不足以传送数据业务。本发明在无线码片数量为38400chips和76800chips上可以采用信道化码长度为8，那么所传送信息量为4800比特(3.84Mcps*10ms/8＝4800比特)和9600比特，所传送的信息量足够支持短消息等少量的数据业务。另外，本发明不必需要首先从随机接入过程再转入专用信道或者建立上行分组共享信道等复杂的操作和状态转换，从而大大减少系统的开销。
另外，本发明由于是对物理层接入部分的实现，高层对于消息类型和数据业务是很容易区分的。因此，基站不需要区分消息还是数据，即使消息部分现有技术中基站也不区别具体的内容，只是上报给RNC(无线网络控制器)和核心网设备，由RNC和核心网对消息的类型进行判断。因此，RNC和核心网是很容易区分出本发明的随机接入消息中消息或数据业务。关于终端和基站协议部分的要求主要是本发明中所提出的随机接入信道前缀采用的数量和和消息部分采用的扩频码，至于高层协议不需要什么变化。
权利要求
1.一种上行数据传输方法，其特征在于，包括步骤终端向基站发送接入请求前缀；基站对接入的前缀捕获后，向终端发起接入捕获确认指示；终端通知基站直接在随机接入信道上传送上行数据；终端向基站传输上行数据，通过缩短前缀特征码长度而缩短信息码长度使该上行数据直接由随机接入消息的消息部分承载。
2.如权利要求1所述的上行数据传输方法，其特征在于，随机接入用户采用随机接入消息的前缀进行区分，所述前缀由长度为4的前缀特征码重复1024次构成；所述消息部分的采用信道化码来区分，信道化码长度最短为8。
3.如权利要求2所述的上行数据传输方法，其特征在于，消息部分为10ms或20ms的无线帧。
4.如权利要求2所述的上行数据传输方法，其特征在于，前缀特征码序列Ps(n)(n＝0、1、2、3)，由4组码长为4的嗒达曼码构成
5.如权利要求3所述的上行数据传输方法，其特征在于，所述前缀Csig，s(i)＝Ps(i模4)，i＝0，1，…，4095。
全文摘要
本发明提供一种上行数据传输方法，包括步骤终端向基站发送接入请求前缀；基站对接入的前缀捕获后，向终端发起接入捕获确认指示；终端通知基站直接在随机接入信道上传送上行数据；终端向基站传输上行数据，通过缩短前缀特征码长度而缩短信息码长度使该上行数据直接由随机接入消息的消息部分承载。
文档编号H04B7/26GK1852045SQ20051006901
公开日2006年10月25日 申请日期2005年4月29日 优先权日2005年4月29日
发明者吕武 申请人:华为技术有限公司