随机接入模式控制方法和实体的制作方法

专利名称：随机接入模式控制方法和实体的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线网络系统中的通信，更具体来说，涉及控制蜂窝通信系统的小区 中的随机接入模式的方法、用于与蜂窝通信系统的小区中的用户设备进行通信的网络实体 以及对应的计算机程序产品。
背景技术：
在现代蜂窝无线电系统中，其中的一个示意示例示于图1中，无线电网络可对用 户设备或移动台UE-1. . . UE-n的行为有严格控制。如频率、定时和功率之类的上行链路传 输参数可经由从网络实体20 (例如基站)到用户设备UE-1. . . UE-n中任一个的下行链路控 制信令来调节。在通电时或者在长待机时间之后，在上行链路中可能没有使小区10中的用户设 备UE同步。在这种情况下，用户设备能从下行链路控制信号得出与上行链路频率和功率估 计相关的信息。但是，用户设备难以进行定时估计，因为网络实体20与用户设备之间的往 返传播延迟是未知的。此外，即使用户设备上行链路定时与下行链路同步，来自用户设备的 消息也可能由于传播延迟而太迟到达网络实体20的接收器。因此，在开始业务之前，用户设备可执行对网络的所谓随机接入(RA)过程。因此， 用户设备UE-i传送随机接入消息，以此为基础，网络实体20能估计用户设备上行链路的定 时失准，并且发送对应的校正消息。在随机接入过程期间，如定时和功率之类的上行链路参 数不是很准确。这对随机接入过程的尺度确定提出挑战。例如，可提供物理随机接入信道(PRACH)，供用户设备请求对网络的接入。使用包 含用户设备的标识的接入突发。PRACH能与业务信道正交。例如，在GSM中，定义特殊PRACH 时隙。用户设备可选择符号序列，作为将要包含在用于执行随机接入过程的随机接入消 息中的随机接入标识，例如从与给定小区关联的这类序列的所定义集合中选择。网络实体 20将接收随机接入消息，并且使用所接收标识序列对用户设备进行应答。可在无线通信网络的小区中发生的一种情况存在于同时请求随机接入的多个用 户设备中。如果这些用户设备碰巧正在使用相同的标识序列，并且其相应的随机接入消息 同时被接收到，则网络实体20将无法区分两个用户设备，并且将检测到冲突。因此，蜂窝无线网络中的随机接入过程提出与变化条件下的用户设备的正确标识 相关的若干技术问题。例如，已知一些移动台可能因移动台与基站之间的相对运动而遇到 频偏、例如多普勒偏移。这种频偏可导致在检测器处对于标识序列的错误识别，即，所接收 序列因频偏的影响而被保持为与发送方所发送的序列不同的序列。针对这个问题的一个对 策是引入不同的随机接入序列集合，以供移动台用于随机接入期间的标识。换言之，可为小 区定义这类随机接入标识序列的特殊集合，它们经过特定选择，使得错误识别与对于标准 集合相比变得较少可能。这种方案是例如从3GPP TS 36.211已知的，其中所谓的随机接入 前置码(它们是随机接入标识序列的示例)从所谓的无限制集合或者所谓的受限制集合中选取，其中受限制集合设计成避免错误识别。

发明内容
本发明的一个目的是关于处理传输期间发生的序列变更、如频偏，提供在蜂窝通 信网络的随机接入控制方面的改进。按照本发明的一个方面，提供一种用于控制蜂窝通信系统的小区中的随机接入模 式的方法。该方法可在网络实体中执行。网络实体可以是网络节点。在长期演进网络中， 网络实体可包括例如eNodeB。但是，技术人员知道，任何网络节点可适合于执行该方法。此 外，该方法可由其中适当分布必需功能的若干网络节点来执行。小区可按照与随机接入标 识序列的第一集合关联的第一随机接入模式或者按照与随机接入标识序列的第二集合关 联的第二随机接入模式来操作。随机接入标识序列将由终端用于在小区中执行随机接入操 作。随机接入标识序列的第二集合的特性使得这些序列被设置用于避免因来自所述终端的 传输中发生的如频偏之类的序列变更而引起的错误识别。例如，第一集合能够是无限制集 合，而第二集合是如3GPP TS 36. 211所定义的前置码的受限制集合。本方法根据网络实体 中的随机接入标识序列检测器的输出来执行序列变更分析。如果在序列变更分析的基础上 确定了模式切换条件，则该方法将小区的操作从所述随机接入模式其中之一自动切换到所 述随机接入模式其中另一个。换言之，提出监测随机接入标识序列检测器的输出，以及如果发现指示序列变更 的存在或不存在的条件，则自动地适当改变随机接入模式。本发明人认识到，可从序列检测 器的输出来检测随机接入序列中的序列变更的存在，然后为了自动模式适配的目的而使用 这种认识。按照一个示例，如果小区处于使用不是设计成避免因序列变更而引起的错误识 别的随机接入标识序列的第一集合(例如无限制集合)的常规模式，则随机接入标识序列 检测器的输出中的序列变更的存在的指示的测量能触发向第二模式的自动切换，第二模式 使用专门设计成避免因序列变更而引起的错误识别的随机接入标识序列的第二集合(例 如受限制集合)。按照能够有利地与第一示例组合的另一个示例，如果小区处于使用随机接 入标识序列的第二集合的第二模式，则随机接入标识序列检测器的输出中的序列变更的不 存在的指示的测量能触发到第一模式的自动切换。所提出的概念提供大的灵活性，并且使小区中的随机接入模式的管理更简单，因 为小区可自动适应变化的情况。这是有利的，因为与不是设计成抵消序列变更的影响的第 一集合相比，随机接入标识序列的第二集合一般具有更小并且不太广泛适用的缺点。因此， 仅当并且只要序列变更是显著问题，才应当使用第二集合。本发明的自动切换功能提供能 以许多方式来使用的适配性。例如，如果小区覆盖包括公路的区域，在公路上许多用户快速 行进，则随机接入期间的序列变更可能成为严重问题。但是，有可能例如因为交通状况随时 间而改变，所以此问题不是永久的。本概念可灵活地考虑这类变化条件，并且为每种情况自 动选择随机接入标识序列的最佳集合，即，仅当序列变更的发生程度实际需要第二模式时 才选择第二模式，而且当条件变化并且序列变更不再显著地发生时，能够可选地还切换回 到原本更合乎需要的常规集合。这是优于现有技术的显著优点，在现有技术中，选择随机接 入标识序列的一个集合或另一个集合的步骤必须在小区规划期间完成并且是固定的、即不 灵活。
要注意，所提出的方法可在网络的任何适当实体中执行。实体可以是诸如基站或 基站控制器之类的单个单元，或者以分布方式来提供所述功能性的多个单元和装置。实体 可以是适合执行所需功能的任何网络节点或网络节点的组。按照另一个方面，本发明还针对一种用于与蜂窝通信系统的小区中的终端进行通 信的网络实体。小区适合于工作在与随机接入标识序列的第一集合关联的第一随机接入模 式或者工作在与随机接入标识序列的第二集合关联的第二随机接入模式。随机接入标识序 列由在所述小区中执行随机接入操作的终端使用。随机接入标识序列的第二集合被设置用 于避免因来自所述终端的传输中发生的如频偏之类的序列变更而引起的错误识别。错误识 别并不限于频偏条件，而是其它条件也可引起随机接入标识序列的变更并且因而引起误检 测。本发明的网络实体包括随机接入标识序列检测器；分析器，用于根据随机接入标识序 列检测器的输出来执行序列变更分析；以及模式切换器，适合于如果在序列变更分析的基 础上确定了模式切换条件，则将所述小区的操作从所述随机接入模式其中之一自动切换到 所述随机接入模式其中另一个。序列变更分析可通过任何适当或合乎需要的方式来执行，例如每隔一定间隔、仅 在接收到预定数量的序列之后、连续地和/或在技术人员认为适当的任何其它变化中执 行。终端可包括能够执行与网络实体的无线通信的任何类型的设备，诸如移动电话、 PDA或者具有能够按照诸如WLAN、GSM、UMTS或长期演进网络之类的常见标准进行无线通信 的接口的任何装置。终端也可称作移动台或用户设备。网络实体可以是网络节点、GSM网络中的基站、长期演进(LTE)网络中的eNodeB、 UMTS网络中的对应节点或者例如WLAN网络中的接入点。网络实体也可以是与上述节点或 装置分离并且适合执行所需功能的网络节点或网络装置，或者是其中适当地分布预期功能 的若干装置或网络节点的系统。在本申请中，网络节点被认为是网络装置的一个特定示例。在本发明的示例中，序列变更分析可包括对随机接入标识序列检测器的输出中的 序列变更事件的发生次数进行计数。这种计数值可用作用于评估序列变更的发生程度的基 础。作为补充或替代，序列变更分析可包括报告所述小区中的序列变更所影响的随机接入 标识序列的存在。例如，当至少一个终端或者给定阈值数量的终端被注意到受到序列变更 影响时，可报告该存在。报告还可基于归一化参数，例如基于在给定时间段受影响终端的给 定数量(即，数量除以所定义时间单位，它是频率)或者基于受影响接收序列的归一化数量 (艮P，作为基于给定时间段期间的受影响序列的数量除以那个给定时间段期间的接收序列 的总数的百分比)。该方法的模式切换条件可包括第一模式切换条件，第一模式切换条件根据所报告 的存在、例如引起满足第一切换条件的确定的序列变更所影响的序列的存在来确定。当确 定所述第一切换条件时，自动切换操作可包括在确定了所述第一模式切换条件时，将操作 从第一随机接入模式自动切换到第二随机接入模式。例如，如果序列变更事件的所测量频率超过预定的第一阈值，该方法可以任何适 当或合乎需要的方式来报告序列变更所影响的终端的存在。术语“所测量频率”指的是每 个给定时间段的序列变更事件的数量，如上所述。作为补充或替代，如果受影响的所接收序 列的上述归一化数量超过预定的第一百分比，则也可报告受影响终端的存在。
按照本发明的一个实施例的序列变更分析还可包括报告所述小区中的序列变更 所影响的随机接入标识序列的不存在。不存在条件的报告可与参照偏移条件的存在的报告 所述相似地执行。在这类情况下，即，在报告了序列变更条件的不存在时，确定第二模式切 换条件。在确定了所述第二模式切换条件时，自动切换操作可包括将操作从第二随机接入 模式自动切换到第一随机接入模式。例如，如果序列变更事件的所测量频率下降到低于预定的第二阈值，和/或如果 受影响的所接收序列的归一化数量下降到低于预定的第二百分比，报告序列变更的不存在 可通过任何适当或合乎需要的方式来进行。第一和第二阈值以及第一和第二百分比可具有相同的值，或者备选地，具有不同 的值。例如，第一阈值(第一百分比)可大于第二阈值(第二百分比)，以便提供滞后作用， 并且由此避免从一个随机接入模式切换到另一个随机接入模式时的摆动。随机接入标识序列检测器可通过任何适当或合乎需要的方式进行操作，例如，它 可将接收的随机接入标识序列与预定的随机接入标识序列进行比较，以便输出检测结果。在一个优选实施例中，随机接入标识序列检测器包括相关器，它用于将接收的随 机接入标识序列与预定的随机接入标识序列进行相关，即，用于执行数学相关运算，并且输 出指示接收的序列与预定的序列之间的相关程度的结果。序列变更分析可包括分析序列变更的图案特性是否存在于检测结果中。当使用相 关器时，特性图案可包括指示序列变更的存在的相关峰。本发明的概念一般可适用于将至少两个随机接入模式用于处理序列变更问题的 任何蜂窝通信网络的上下文中。然而，将本概念应用于按照第三代合作伙伴项目(3GPP)工 作的系统是优选应用。因此，在本发明的一个实施例中，随机接入标识序列可包含在按照例 如标准3GPP TS 36. 211所公开的与长期演进网络相关的标准的随机接入消息的前置码中。随机接入标识序列可以是任何适当或合乎需要的种类的。例如，它们可包括恒定 幅度零自相关序列。恒定幅度零自相关序列的特征在于具有恒定幅度，以及特征在于其周 期性自相关理想的事实，即，它仅在时滞零处为非零的。周期性互相关具有与任何时移无关 的恒定大小。本发明的一般优点在于可实现序列集合的更灵活管理的事实。本发明的实施例还 可克服若干其它缺点，例如小区的操作的刚性和固定配置。可定期地或连续地、即实时地监 测小区配置和操作，因而实现小区资源和小区大小的更好利用。


现在参照具体示例和实施例来描述本发明，这些示例和实施例仅为了说明目的而 给出，而并非限制本发明的范围，并且它们有时提及附图，其中示出图1是无线通信网络中的典型小区的示意表示；图2示出本发明的一个方法实施例的流程图；图3是按照本发明的一个示例的网络实体的示意框图；图4示出来自相关器的输出信号的示例；图5是对于两种不同前置码集合类型示出前置码集合与小区半径之间的关系的 图表；
图6报告不同序列变更条件下的随机接入接收器的其它输出信号的图表；图7是频域随机接入接收器的一个示例的示意框图；图8是示出根据本发明的一个实施例的序列的受限制集合的自动激活的流程图；图9是表示根据本发明的一个实施例的序列的受限制集合的自动解除激活的流 程图。
具体实施例方式现在描述本发明的示例，以便提供对发明概念的更好理解。这些示例全部只是说 明性而不是限制性的。例如，将参照发明概念能有利地适用的例如标准3GPP TS 36. 211中 所述的前置码和受限制集合的概念，但是本发明完全不是局限于此，因为它可适用于其中 随机接入标识序列的不同集合用于抵消序列变更的影响的任何通信系统的上下文。此外， 以下示例通常将频偏(例如因多普勒偏移引起)称作序列变更的原因，但是本发明的概念 可适用于其中传输期间的序列变更由其它影响引起的情况。在如图1所示的典型无线通信网络的小区10中，用户设备UEi可在通电之后或者 在长待机时间之后执行随机接入过程。当执行随机接入过程时，用户设备UEi组装包含随 机接入标识序列(以下缩写成RAID序列)的随机接入消息，该序列通常从小区20中的用 户设备可用的RAID序列池中选取。所述随机接入消息通常发送给网络实体20。网络实体 20(例如基站)可同时接收从不同用户设备、例如图1中的UE-I和UE-2始发的随机接入消 肩、ο如果两个不同用户设备碰巧使用相同RAID序列，则当对应的随机接入消息同时 或者在极短时间序列中被接收时，它们无法被网络实体20区分。这种情况导致错误识别， 因为网络实体20无法正确应答随机接入消息。但是，错误识别也可能在两个用户设备正使用不同RAID序列的那些情况下发生。 实际上，RAID序列之一的变更可能在传输期间发生，使得它在接收器处看起来像是另一个 用户设备所发送的RAID序列。这种变更可能是传输信道中引入的差错的结果，这些差错修 改RAID序列，使得它碰巧与不同用户设备所发送的RAID序列一致。这种变更的其它原因 也可存在于从特定情况产生的时移或频偏。频偏又可从随机接入消息发射器的错误校准或 低精度产生，或者从发射器相对于接收器的相对移动产生，因为移动速度产生因多普勒效 应引起的频偏。为了减轻用户设备的错误识别的不利之处，可设想具有RAID序列的第一集合，小 区通常在这些序列下被操作；并且具有至少RAID序列的第二集合，这些序列具有避免或降 低用户设备的错误识别的概率的性质。RAID序列的第二集合又可称作受限制集合，它包括 在因上述原因而经过变更时不产生相同集合的其它RAID序列或者至少在比常规或无限制 集合更低的程度上这样做的RAID序列。不止两个集合的实现也是一个选项，其中第三集合或另一个受限制集合包括仅当 发生特定或统计上不太可能的变更条件时才可能与现有RAID序列重叠的某些RAID序列。 多个集合的定义也可以是反映集合可容许的错误识别的概率等级的有利选项。受限制集合的缺点在于，为了满足上述性质，它可能包括比第一或常规集合更受 限制的RAID序列的数量。因此，与采用第一或常规集合进行操作的小区中能够服务于的终端的数量相比，在小区中能够服务于的终端的数量受到约束或限制。因此，通过仅使小区中 的有限数量的RAID序列成为可用，受限制集合可引起小区大小的减小。鉴于以上所述，没有受到上述变更问题影响的小区可采用RAID序列的第一或常 规集合来操作，而没有减小小区大小。相反，例如频偏等变更问题所影响的小区应当优选地 采用受限制集合来操作，从而承受具有有限能力、如减小的小区大小的缺点。与这种实现相联系的缺点在于小区操作的低灵活性，以及在于当运营商或网络管 理员可能需要或希望在两个集合之间改变操作时小区的更困难的重新配置。参照图2，现在描述按照本发明的一个实施例的方法，它通过执行RAID序列集合 的动态管理来克服现有技术的缺点的至少一部分。RAID序列集合可以是与给定小区关联 的序列的所定义集合，用户设备在执行随机接入时能够从该集合中选择RAID序列。可按照 RAID序列的若干集合，例如第一或无限制集合和第二或受限制集合，来操作小区。受限制集 合可设计成避免错误识别。现在参照最初采用无限制集合或者采用受限制集合来操作的蜂窝通信系统中的 小区、如图1中的小区10来描述该方法。用户设备UEi通过将例如RAID序列包含在随机接入消息中，在所述小区中执行随 机接入操作。在接收侧，检测器执行所述RAID序列的检测(步骤100)。检测器可包含在网 络实体中，例如，包含在图1中的网络节点或装置20中。所述网络节点或装置的示例可包 括GSM网络中的基站或者LTE (长期演进)网络中的eNodeB。但是，应当注意，所述检测也 可在连接到上述基站或eNodeB的另一个网络实体、如控制节点中执行。此外，检测还可在 其中已适当分布必需功能的若干装置的系统中执行。技术人员容易知道，检测可在任何装 置或者其组合中执行，只要它们实现用于执行检测的所需功能。在检测器的输出的基础上，该方法执行序列变更分析，例如频偏分析(步骤110)。 分析包括用于确定所接收的RAID序列是否受到例如频偏等变更问题影响的操作。所述操 作可包括将所接收的RAID序列与预定的RAID序列、例如与先前存储的RAID序列进行比 较，以及如果在所接收的RAID序列与所存储的RAID序列之间没有发现匹配，则可断定例如 所接收的随机接入消息受到频偏影响。因此，在上述操作的基础上，频偏分析可报告具有频 偏所影响的RAID序列的随机接入消息的存在或不存在。这个报告可包括报告频偏所影响 的RAID序列的数量。备选地，报告可包括报告归一化到所接收RAID序列的数量的频偏所 影响的RAID序列的数量。作为另一个备选方案，报告可基于在给定时间段中检测到的频偏 所影响的RAID序列的数量。技术人员会知道，通用功能或者上述示例的组合也是报告例如 偏移条件等变更条件的存在或不存在的可能实现。在步骤120，在频偏分析的基础上检查是否确定模式切换条件。例如，当小区在 RAID序列的第一集合下操作并且频偏分析以上述方式之一报告频偏所影响的RAID序列的 存在时，检测到第一模式切换条件。作为一个示例，当频偏所影响的RAID序列的所报告存 在超过第一预定阈值时，确定第一模式切换条件。所报告存在可包括频偏所影响的所报告 RAID序列的绝对数量或者对应的比率。例如，当频偏分析以上述方式之一报告频偏所影响 的RAID序列的不存在时，在采用RAID序列的受限制集合操作的小区中可检测到第二模式 切换条件。例如，当频偏所影响的所报告RAID序列下降到低于第二给定阈值时，或者当对 应比率下降到低于预定阈值时，可确定第二模式切换条件。上述比率可参照特定时间段、所接收RAID序列的数量或者它们的组合。技术人员认为适当的所述比率的其它实现是可能 的。如果确定模式切换条件，则所述小区的操作被切换到RAID序列的另一个集合(步 骤130)。也就是说，如果小区正工作在RAID序列的第一常规集合、如无限制集合，则小区 的操作将在检测到模式切换条件时切换到RAID序列的受限制集合。相反，如果小区正工作 在RAID序列的受限制集合下，则小区的操作将在检测到模式切换条件时切换到RAID序列 的第一常规集合、例如无限制集合。在一个实施例中，从RAID序列的一个集合到另一个集合的小区操作的切换可通 过上述网络实体将信息传递给存在于小区中的用户设备来执行，所述信息指定在执行随机 接入时自指定时刻开始要使用RAID序列的哪一个集合。例如，可在小区中使用例如信令信 道等信道来广播所述信息。但是，可使用物理或逻辑的其它信道，只要它们承载所述信息。如果没有检测到模式切换条件，则该过程可返回到步骤100。同样，在步骤130之 后，该过程可返回到步骤100并且继续进行。在上述示例中，切换操作模式以便使用RAID序列的两个不同集合。当然，可使用 不止两个集合，并且步骤120的过程可适当地适配成根据步骤110中的分析结果来选择模 式中的适当的一个模式。图3是表示执行本发明的一个实施例的网络实体的示意表示。该 实体原则上可以是单独装置或单元，或者它可以是以分布方式分布于若干装置或单元中的 要素的系统。在图3的示例中，该实体示为装置900。网络装置900通常包括用于检测随机 接入消息中包含的所接收序列的检测器910。检测器910配置成例如执行所接收序列的相 关或者所接收RAID序列与预定RAID序列的比较。检测器还可以是比较器，它将所接收序 列与预定序列进行比较。分析器920配置成在所检测序列上执行序列变更分析、如频偏分析。分析器例如 可评估相关器的输出，并且确定多个峰是否存在以及所述峰之间的距离。一般来说，分析器 可确定RAID序列是否包括指示因传输信道上或者发送方中出现的影响、如频偏或错误校 准而引起的对预期RAID序列的变更的标记或图案。模式切换器930配置成将小区的操作从一个模式切换到另一个模式，例如从序列 的第一无限制集合切换到序列的第二受限制集合，或者反之。如上所述，这可例如通过向小 区中的用户设备广播所需信息来实现。上述组件910、920和930可没有差异地在一个单组件或者在分开的组件中实现。 实现可没有差异地通过软件、硬件或者它们两者的组合来进行。其组件或部分不需要一定 包含在同一个装置中，而是可按照环境分布于不同网络装置之中，也如上所述。如以上参照例如LTE网络已经介绍的，具有64个前置码的集合的数量在循环移位 的受限制集合中远比在常规集合中要小，使小区规划更为复杂。因此，希望采用常规集合来 操作尽可能多的小区，而仅在实际服务于具有高频偏的终端的那些小区中才使用循环移位 的受限制集合。本发明提出一种用于自动检测具有相当大的序列变更、如高频偏的RA传输 并且仅在必要时才启用循环移位的受限制集合的方法。现在参照一个详细示例，它与属于本发明可有利地适用于的网络的长期演进 (LTE)网络相关。图1的网络实体20在这种情况下可表示eNodeB，并且UE_1. . . UE-n可表 示LTE网络的小区中的用户设备。但是，从以上所述以及从下面的细节将会清楚，本发明还可在相同问题和缺点所影响的例如UMTS、WLAN、OFDM等其它网络或者其它无线网络中执 行。通常，提供物理随机接入信道(PRACH)，供UE请求对网络的接入。使用接入突发， 它包含具有带良好自相关性质的特定序列的前置码。PRACH可与业务信道正交。例如，在 GSM中，定义特殊PRACH时隙。如前面所述，由于多个用户设备UE可同时请求接入，所以冲突可能在请求UE之间 发生。因此，LTE定义多个随机接入(RA)前置码。执行随机接入的UE从池中随机拣选前 置码，并且将其传送。前置码表示随机UE ID序列，它由适合准予对网络的接入的网络实体 使用。LTE网络中的前置码是本发明的方法的RAID序列的一个示例。从其中选取前置码的 池是RAID序列集合的一个示例。网络实体在准予UE接入网络时可以是eNodeB。但是，网 络实体可以是设置用于准予UE对网络的接入的不同网络装置，或者可以由其中适当分布 必需功能的多个网络装置来表示。eNodeB接收器可解析采用不同前置码所执行的随机接入(RA)尝试，并且使用 对应的随机UE ID向各UE发送响应消息。当多个UE同时使用相同的前置码时，发生冲 突，并且RA尝试极可能不会成功，因为eNodeB无法区分没有使用不同随机UE ID的多个 UE(及对应用户)。在LTE中，在各小区提供64个前置码，例如由3GPP标准、如3GPP TR 36. 211 "Physical Channels and Modulation (Release 8) ”所规定。分配给相邻小区的前 置码通常是不同的，以便确保一个小区中的随机接入(RA)不会触发相邻小区中的任何随 机接入(RA)事件。因此，可用于当前小区中的随机接入(RA)的前置码集合在该小区中被 适当广播。一个或多个随机接入(RA)前置码可通过循环移位从单fhdoff-Chu(ZC)序 列-以下又称作根序列-得出由于ZC序列的理想自相关函数，多个相互正交的序列可通 过将一个根序列循环移位最大容许往返时间加上时域中延迟扩展的多倍，从单个根序列得 出。由于每个循环移位量必须至少与小区中的最大往返时间加上延迟扩展同样大，所以可 从单个根序列得出的前置码的数量是小区大小相关的，并且随小区大小而减小。为了支持 具有不同大小的小区中的操作，LTE定义支持多达大约IOOkm的小区大小的16个循环移位 长度N。s。广播当前小区中使用的值。可从单个根序列得出的前置码的数量取决于循环移位区域的长度N。s，并且为 floor (Nzc/Ncs)。各小区具有分配给它的64个前置码，可分配给小区的所需根序列的数量则 为 ceil (64/floor (Nzc/Ncs)) 不仅循环移位的长度应当大于最大往返时间加上延迟扩展。而且循环前缀和保护 周期-它们虑及非同步随机接入(RA)中的定时不确定性-也应当大于最大往返时间加上 延迟扩展。LTE FDD当前定义四个不同的随机接入(RA)前置码格式，其中三个不同的循环 前缀/保护周期长度支持15km、30km和100km的小区大小。LTE TDD为很小的小区定义附 加的第五前置码。ZC序列是所谓的恒定幅度零自相关(CAZAC)序列它们具有恒定幅度，并且其周 期性自相关是理想的，即，它仅在时滞零处为非零的。周期性互相关具有与时移无关的恒定 幅值。这些性质使它们对于随机接入(RA)而言极具吸引力，因为循环前缀确保-只要往返 时间加上延迟扩展适合它-所接收的随机接入前置码与该前置码之间的相关是循环的。
奇数长度的ZC序列被定义为
Γ -j-^—un(n+\)xu{n)=e n^ , = 0,1,...TVzc-I,其中Nzc表示序列长度。如果Nzc为素数，则对于u = 1，2，...，Nzc-I的所有Νζ「1 个值产生有效根序列。在LTE中，Nzc对于前置码格式0至3设置为839，而对于前置码格式 4设置为139。因此，对于前置码格式0至3，总共838个不同根序列是可用的。从每个根序列，随机接入(RA)前置码按照下式得出xUj v(n) = xu((n+vNcs)mod Nzc)如前面所述，可从单个根序列得出的前置码的数量由floor(Nzc/Ncs)来限制。ZC序列的一个缺点是它们在高频偏时的行为。由于它们的特殊性质，经受某种大 小的频偏的所接收随机接入(RA)信号可能与没有频偏但具有附加正或负循环延迟的所接 收随机接入(RA)信号相同。在LTE中，定义随机接入(RA)前置码的ZC序列被在时域中定义，并且随后采用 SC-FDMA发射器来传送，SC-FDMA发射器可包括对于前置码格式0至3具有等于839的大小 的DFT预编码器，以及具有1250Hz的子载波带宽的OFDM发射器。准确地1250Hz的频偏使所接收RA信号循环地提前/延迟如下数量的时间单位du = ^modArzc
u其中时间单位是原始ZC随机接入(RA)前置码的两个连续样本之间的持续时间。 参数u是所传送根序列的物理根索引。这个额外延迟在相关器输出中通过相关器峰循环移 位正好这个延迟来显现它自己。取决于频偏的符号，使相关器输出信号循环延迟或提前。在 时间扩散信道和/或抽样频率不等于发射器的抽样频率的接收器实现的情况下，峰不是被 理解为单个样本，而是理解为组装这个峰的多个信号样本。小于1250Hz的频偏在相关器输出中产生两个主要峰，一个在正确位置，而另一个 被循环移位了 du个时间单位。除了这两个峰之外，还出现多个其它-更多衰减的-峰。图4示出对于三个不同条件，频域随机接入(RA)接收器的输出信号。图4(a)、(b) 和(C)中每个的垂直Y轴可表示例如相关器的输出。水平X轴表示例如以μ S表达的时间
轴ο图4(a)表示在AWGN(加性白高斯噪声)信道上的相关器输出信号以及没有频偏 的-IOdB的SNR。在这种情况下，接收信号没有频偏，并且峰在正确时间出现。图4(b)表示信号经受1250Hz的频偏时的所接收信号。在这种情况下，使相关峰 延迟Clu个时间单位。注意，存在循环移位了《个时间单位的单个峰。图4(c)表示信号经受625Hz的频偏时的接收器信号。在这种情况下，出现在两个 位置的两个(衰减的)峰。只要频偏的大小保持在0与1250Hz之内，(最强)峰在nQ和在((nQ士du)mod NZC) 出现，取决于频偏的符号。位置％是真正的峰位置。模运算反映位移的循环性质。对于大于1250Hz的频偏，两个主要峰位于((n0士djmod Nzc)和((n0士du,2)mod Nzc)，其中:dul = —-mod A^zc
权利要求
1.一种供网络实体用来控制蜂窝通信系统的小区中的随机接入模式的方法，所述小区 可工作在与随机接入标识序列的第一集合关联的第一随机接入模式或者可工作在与随机 接入标识序列的第二集合关联的第二随机接入模式，所述随机接入标识序列将由在所述小 区中执行随机接入操作的终端使用，其中所述随机接入标识序列的第二集合被设置用于避 免因来自所述终端的传输中发生的序列变更而引起的错误识别，所述方法包括根据网络实体中的随机接入标识序列检测器的输出来执行序列变更分析，以及 如果在所述序列变更分析的基础上确定模式切换条件，则将所述小区的操作从所述随 机接入模式其中之一自动切换到所述随机接入模式其中另一个。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述序列变更分析包括对所述随机接入标识序列 检测器的输出中的序列变更事件的发生次数进行计数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述序列变更分析包括报告所述小区中序列变更所影响的随机接入标识序列的存在， 在所报告的存在的基础上确定第一模式切换条件，以及所述自动切换操作包括在确定了所述第一模式切换条件时，将操作从所述第一随机接 入模式自动切换到所述第二随机接入模式。
4.如权利要求3所述的方法，其中，如果以下一项或两项成立，则报告所述存在 -序列变更事件的所测量频率超过预定的第一阈值，以及-受影响的所接收序列的归一化数量超过预定的第一百分比。
5.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中所述序列变更分析包括报告所述小区中序列变更所影响的随机接入标识序列的不存在，在所报告的不存在的基础上确定第二模式切换条件，以及所述自动切换操作包括在确定了所述第二模式切换条件时，将操作从所述第二随机接 入模式自动切换到所述第一随机接入模式。
6.如权利要求5所述的方法，其中，如果以下一项或两项成立，则报告所述不存在 -序列变更事件的所测量频率下降到低于预定的第二阈值，以及-受影响的所接收序列的归一化数量下降到低于预定的第二百分比。
7.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述随机接入标识序列检测器将所 接收的随机接入标识序列与预定的随机接入标识序列进行比较，以便输出检测结果。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述随机接入标识序列检测器包括相关器，用于将 所接收的随机接入标识序列与预定的随机接入标识序列进行相关。
9.如权利要求7或8所述的方法，其中，所述序列变更分析包括分析序列变更的图案特 性是否存在于所述检测结果中。
10.如权利要求8和9所述的方法，其中，所述特性图案包括指示序列变更存在的相关峰。
11.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述随机接入标识序列包含在按照 标准3GPP TS 36.211的随机接入消息的前置码中。
12.如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述随机接入标识序列包括恒定幅 度零自相关序列。
13.如权利要求1至12其中之一所述的方法，其中，所述序列变更包括频偏。
14.如权利要求1至13其中之一所述的方法，其中，所述网络实体是网络节点。
15.一种计算机程序产品，包括计算机代码部分，所述计算机代码部分在可编程网络实 体上加载和执行时，被设置用于执行如权利要求1至12其中之一所述的方法的步骤。
16.一种用于与蜂窝通信系统的小区中的终端进行通信的网络实体，所述小区适合于 工作在与随机接入标识序列的第一集合关联的第一随机接入模式或者工作在与随机接入 标识序列的第二集合关联的第二随机接入模式，所述随机接入标识序列将由在所述小区中 执行随机接入操作的终端使用，其中所述随机接入标识序列的第二集合被设置用于避免因 来自所述终端的传输中发生的序列变更而引起的错误识别，所述网络实体包括随机接入标识序列检测器，分析器，用于根据所述随机接入标识序列检测器的输出来执行序列变更分析，以及模式切换器，适合于如果在所述序列变更分析的基础上确定了模式切换条件，则将所 述小区的操作从所述随机接入模式其中之一自动切换到所述随机接入模式其中另一个。
17.—种在蜂窝通信系统中用于控制蜂窝通信系统的小区中的随机接入模式的方法， 所述小区可工作在与随机接入标识序列的第一集合关联的第一随机接入模式或者可工作 在与随机接入标识序列的第二集合关联的第二随机接入模式，所述随机接入标识序列将由 在所述小区中执行随机接入操作的终端使用，其中所述随机接入标识序列的第二集合被设 置用于避免因来自所述终端的传输中发生的序列变更而引起的错误识别，所述蜂窝通信系 统包括第一网络实体和第二网络实体，所述方法包括在所述第一网络实体中，根据所述第一网络实体中的随机接入标识序列检测器的输出 来执行序列变更分析，以及在所述第二网络实体中，如果在所述序列变更分析的基础上确定了模式切换条件，则 将所述小区的操作从所述随机接入模式其中之一自动切换到所述随机接入模式其中另一 个。
全文摘要
一种控制蜂窝通信系统的小区(10)中的随机接入模式的方法，所述小区(10)可工作在与随机接入标识序列的第一集合关联的第一随机接入模式或者在与随机接入标识序列的第二集合关联的第二随机接入模式，所述随机接入标识序列将由在所述小区(10)中执行随机接入操作的终端(UE1...UEn)使用，其中所述随机接入标识序列的第二集合被设置用于避免因来自所述终端(UE1...UEn)的传输中发生的序列变更而引起的错误识别，该方法包括根据网络实体中的随机接入标识序列检测器(910)的输出来执行序列变更分析，以及如果在序列变更分析的基础上确定模式切换条件，则将所述小区(10)的操作从所述随机接入模式其中之一自动切换到所述随机接入模式其中另一个。
文档编号H04J13/00GK102119577SQ200880130746
公开日2011年7月6日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者R·巴尔德迈尔 申请人:爱立信电话股份有限公司