随机接入方法和用户设备的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种随机接入方法和用户设备。该随机接入方法包括：确定主CPICH发射功率，并确定上行干扰；测量CPICH接收信号码功率；根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值；根据主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定随机接入消息的发射功率；按照随机接入消息的发射功率执行随机接入过程。本发明实施例根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，并在确定随机接入消息的发射功率时考虑上述功率调整值，这样可以尽量保证随机接入消息能被基站接收到，从而提高了随机接入的效率。
【专利说明】随机接入方法和用户设备
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及无线通信领域，并且更具体地，涉及随机接入方法和用户设备。【背景技术】
[0002]第三代合作伙伴计划(3GPP,3rd Generation Partnership Pro ject)定义了随机接入过程，通过初始功率和前导(PREAMBLE)尝试爬升的过程完成随机接入消息的发送。
[0003]具体地，用户设备(UE，User Equipment)根据基站提供的系统信息和UE自己测量的主公共导频信道(Primary CPICH, Primary Common Pilot Channel)的接收信号码功率(RSCP, Received Signal Code Power),确定前导的初始功率(Preamble_Initial_Power),并按照该初始功率发射随机接入消息以进行随机接入。当本次随机接入失败(例如由于发射功率过低而使得基站接收不到随机接入消息)时，UE会尝试爬升随机接入消息的发射功率，并按照爬升后的发射功率再次发射随机接入消息。UE重复执行这样的发射-功率爬升过程，直至随机接入成功。
[0004]由此可见，UE只能根据系统信息和RSCP确定随机接入消息的发射功率，这样确定的前导初始功率可能是不合适的。在此情况下，即使前导初始功率不合适，UE也只能逐步提高发射功率，直到达到合适的发射功率为止。这样的功率爬升过程可能比较耗时，影响了接入过程的时延。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种随机接入方法和用户设备，能够提高随机接入的效率。
[0006]第一方面，提供了一种随机接入方法，包括:确定主公共导频信道CPICH发射功率，并确定上行干扰；测量CPICH接收信号码功率；根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值；根据主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定随机接入消息的发射功率；按照随机接入消息的发射功率执行随机接入过程。
[0007]结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，根据主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定随机接入消息的发射功率，包括:按照下式确定随机接入消息的发射功率，
[0008]P = ULI + TxP — CPICH_RCSP — Μ,
[0009]其中，P表示随机接入消息的发射功率，ULI表示上行干扰，TxP表示主CPICH发射功率，CPICH_RCSP表示CPICH接收信号码功率，M表示功率调整值且为正值。
[0010]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，按照随机接入消息的发射功率执行随机接入过程，包括:在随机接入过程中发送了一次随机接入消息之后，等待基站对随机接入消息的反馈而不再发送随机接入消息。
[0011]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，包括:根据随机接入消息的发送速率确定扩频增益；根据扩频增益确定功率调整值。[0012]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，根据随机接入消息的发送速率确定扩频增益，包括:根据下式确定扩频增益:
[0013]G= IOXlg (CR/TR)
[0014]其中，G表示扩频增益，CR表示系统的码片速率，TR表示随机接入消息的发送速率，
[0015]根据扩频增益确定功率调整值，包括:根据下式确定功率调整值:
[0016]M = G- EbNo — Delta
[0017]其中M表示功率调整值，EbNo表示基站的解调门限，Delta表示补偿值。
[0018]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，包括:根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与随机接入消息的发送速率对应的功率调整值。
[0019]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，预设的发送速率和功率调整值的对应关系为包括多个发送速率区间与一一对应的多个功率调整值的表格。根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与随机接入消息的发送速率对应的功率调整值，包括:确定随机接入消息的发送速率落入的发送速率区间所对应的功率调整值。
[0020]结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，预设的发送速率和功率调整值的对应关系中，大的发送功率对应于小的功率调整值。
[0021]第二方面，提供了一种用户设备，其特征在于，包括:第一确定单元，用于确定主公共导频信道CPICH发射功率，并确定上行干扰；测量单元，用于测量CPICH接收信号码功率；第二确定单元，用于根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值；第三确定单元，用于根据主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定随机接入消息的发射功率；随机接入单元，用于按照随机接入消息的发射功率执行随机接入过程。
[0022]结合第二方面，在第二方面的一种实现方式中，第三确定单元具体用于按照下式确定随机接入消息的发射功率，P = ULI + TxP - CPICH_RCSP 一 M，
[0023]其中，P表示随机接入消息的发射功率，ULI表示上行干扰，TxP表示主CPICH发射功率，CPICH_RCSP表示CPICH接收信号码功率，M表示功率调整值且为正值。
[0024]结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一种实现方式中，随机接入单元具体用于在随机接入的过程中发送了一次随机接入消息之后，等待基站对随机接入消息的反馈而不再发送随机接入消息。
[0025]结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一种实现方式中，第二确定单元具体用于根据随机接入消息的发送速率确定扩频增益，并根据扩频增益确定功率调整值。
[0026]结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一种实现方式中，第二确定单元具体用于根据下式确定扩频增益:
[0027]G= IOXlg (CR/TR)
[0028]其中，G表示扩频增益，CR表示系统的码片速率，TR表示随机接入消息的发送速率，
[0029]并根据下式确定功率调整值:[0030]M = G- EbNo — Delta
[0031]其中M表示功率调整值，EbNo表示基站的解调门限，Delta表示补偿值。
[0032]结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一种实现方式中，第二确定单元具体用于根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与随机接入消息的发送速率对应的功率调整值。
[0033]结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一种实现方式中，预设的发送速率和功率调整值的对应关系为包括多个发送速率区间与一一对应的多个功率调整值的表格。第二确定单元具体用于确定随机接入消息的发送速率落入的发送速率区间所对应的功率调整值。
[0034]结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的另一种实现方式中，预设的发送速率和功率调整值的对应关系中，大的发送功率对应于小的功率调整值。
[0035]本发明实施例根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，并在确定随机接入消息的发射功率时考虑上述功率调整值，这样可以尽量保证随机接入消息能被基站接收到，从而提高了随机接入的效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本发明一个实施例的随机接入方法的流程图。
[0038]图2是本发明一个实施例的用户设备的框图。
[0039]图3是本发明另一实施例的用户设备的框图。
【具体实施方式】
[0040]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]本发明的技术方案，可以应用于各种通信系统，例如:全球移动通信系统(GSM，Global System of Mobile communication),码分多址(CDMA, Code Division MultipleAccess)系统，宽带码分多址(WCDMA, Wideband Code Division Multiple AccessWireless),通用分组无线业务(GPRS, General Packet Radio Service),长期演进(LTE,Long Term Evolution)等。
[0042]用户设备(UE, User Equipment),也可称之为移动终端(Mobile Terminal)、移动用户设备等，可以经无线接入网(例如，RAN, Radio Access Network)与一个或多个核心网进行通信，用户设备可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。[0043]基站，可以是GSM 或 CDMA 中的基站(BTS, Base Transceiver Station),也可以是WCDMA中的基站(NodeB),还可以是LTE中的演进型基站(eNB或e-NodeB, evolutional NodeB)，本发明并不限定，但为描述方便，下述实施例以Node B为例进行说明。
[0044]目前规定的随机接入消息的初始发射功率按照下式确定:
[0045]PreambIe_Initial_Power=TxP - CPICH_RSCP+ULI+CV,
[0046]其中，Preamble_Initial_Power表示初始发射功率，TxP表示主CPICH发射功率(Primary CPICH Tx power), CPICH_RSCP表示CPICH接收信号码功率，ULI表示上行干扰(UL interference), CV 是一个常数(Constant Value)。
[0047]上述参数中，TxP、ULI和CV由基站通过广播通知给UE。例如，TxP和CV通过系统信息块(SIB, System Information Block)类型6或SIB类型5通知给UE, ULI通过SIB类型7通知给UE。CPICH_RSCP由UE测量。
[0048]上式中，ULI是基站的干扰底噪，TxP - CPICH_RSCP是基站和UE间的空口衰减。CV是基站确定的常数，UE不能变动。
[0049]由此可见，UE只能根据系统信息和RSCP确定随机接入消息的发射功率。具体地，UE仅仅考虑空口衰减、干扰底噪以及基站给定的常数，这些参数基本都是UE不能控制的值，因此这种确定前导初始功率的方式不够灵活，所确定的前导初始功率也很有可能是不合适的。在此情况下，即使前导初始功率不合适，UE也只能逐步提高发射功率，直到达到合适的发射功率为止。这样的功率爬升过程可能比较耗时，影响了接入过程的时延。
[0050]图1是本发明一个实施例的随机接入方法的流程图。图1的方法由UE执行，具体地，例如可以由UE的物理层执行。
[0051]101，确定主CPICH发射功率TxP，并确定上行干扰ULI。
[0052]例如，UE可检查是否存储了 TxP的有效版本。如果是，则使用所存储的TxP的内容；否则，读取并存储 SIB 类型 6 中的信兀(IE, Information ElementPrimary CPICH Txpower”，在没有广播SIB类型6的情况下，读取并存储SIB类型5中的IE “Primary CPICHTx power，，。
[0053]再例如，UE可读取并存储SIB类型7中的IE “UL interference”。如果UE由于无线条件较差而未能读取SIB类型7中的IE“UL interference”，则UE可以使用上次存储的 IE “UL interference”。
[0054]102，测量CPICH接收信号码功率CPICH_RSCP。
[0055]103，根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值。
[0056]104，根据主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定随机接入消息的发射功率。
[0057]105，按照随机接入消息的发射功率执行随机接入过程。
[0058]随机接入过程可以类似于现有过程。例如，可根据规定的功率偏置关系计算前导(PREAMBLE)需要的发射功率；然后在合适的接入时隙位置，发送前导(PREAMBLE)，并在规定的位置发送随机接入消息(MESSAGE)。
[0059]本发明实施例根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，并在确定随机接入消息的发射功率时考虑上述功率调整值，这样可以尽量保证随机接入消息能被基站接收至IJ，从而提高了随机接入的效率。[0060]换句话说，UE可以主动根据随机接入消息的发送速率选择合适的功率调整值，从而得到合适的发射功率，而不是仅仅限于基站规定的参数。这样的随机接入方式更加灵活。
[0061]可选地，作为一个实施例，在步骤104中，可按照下式确定随机接入消息的发射功率，
[0062]P = ULI + TxP — CPICH_RCSP — Μ,
[0063]其中，P表示随机接入消息的发射功率，ULI表示上行干扰，TxP表示主CPICH发射功率，CPICH_RCSP表示CPICH接收信号码功率，M表示功率调整值且为正值。
[0064]在此实施例中，UE不使用基站通知的常数CV，而是使用自己根据随机接入消息的发送速率确定的功率调整值M,这样能够得到尽量合适的发射功率，提高随机接入的效率。
[0065]可选地，作为另一实施例，在步骤105中，在随机接入过程中发送了一次随机接入消息之后，等待基站对随机接入消息的反馈而不再发送随机接入消息。
[0066]按照该实施例，无论基站是否成功接收到随机接入消息，UE在发送一次随机接入消息后均不进行功率爬升，也不重复发送随机接入消息。事实上，由于在步骤104中已经获得了较为合适的发射功率，因此在步骤105中随机接入的成功率较高。这种无需功率爬升的方式减少了随机接入过程的时延。
[0067]此时，如果基站反馈成功接收到随机接入消息，则物理层向更高层通知随机接入消息已成功发送并退出物理随机接入过程。如果基站反馈未成功接收到随机接入消息或者UE在预定时间内未接收到基站的反馈，则物理层向更高层通知随机接入失败并退出物理随机接入过程。
[0068]可选地，作为另一实施例，在步骤103中，UE可在每次需要随机接入时，计算合适的功率调整值M。
[0069]具体地，在步骤103中，UE可根据随机接入消息的发送速率TR确定扩频增益G，并根据扩频增益G确定功率调整值M。
[0070]在此实施例中，UE在确定随机接入消息发射功率时考虑扩频增益，能够尽量确保随机接入消息被基站接收到。
[0071]例如，可根据下式确定扩频增益:
[0072]G= IOXlg (CR/TR)
[0073]其中，G表示扩频增益，CR表示系统的码片速率，TR表示随机接入消息的发送速率。Ig是底数为10的对数运算符。应注意，本发明实施例对确定扩频增益的具体算法不做限制。
[0074]以WCDMA系统为例，码片速率CR为3.84M bps。假设TR=38.4k bps,则扩频增益G=20db。
[0075]另外，在根据扩频增益G确定功率调整值时，还可以考虑EbNo和Delta。具体地，可根据下式确定功率调整值:
[0076]M = G- EbNo — Delta
[0077]其中M表示功率调整值，EbNo表示基站的解调门限，Delta表示补偿值。
[0078]EbNo与系统的编码方式有关。通常，卷积编码方式的解调门限是5db左右。如果EbNo考虑一定的解调门限补偿，则可以是8db或8.5db等。
[0079]Delta可以是预设的常数值，例如用于补偿不同信道之间信道衰落(或信道衰落和解调门限)的差异和/或其他差异。Delta值越大，随机接入消息被正确接收的概率越大，但会导致基站的底噪抬升。因此，在设置Delta时，可考虑将基站的底噪抬升维持在较小的范围内，即将UE发射后到达基站的功率控制在一定范围内。例如，假设要求到达基站的功率比基站底噪低10db，则允许抬升基站底噪0.ldb。这种量级的底噪抬升不会过于影响系统容量。在此情况下，以G=20db、EbNo=5db的情况为例，则要求Delta ( G-EbNo-1O,因此可以预设Delta=5db。另外，以G=20db、EbNo=8db的情况为例，可以预设Delta=2db或3db。
[0080]另外，在按照上述公式计算G或M时，可以对计算结果向上或向下取整。这样的取整方式也落入本发明实施例的范围内。
[0081]可选地，作为另一实施例，在步骤103中，UE可根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与随机接入消息的发送速率对应的功率调整值。这种确定功率调整值的方式效率较高。
[0082]例如，上述预设的发送速率和功率调整值的对应关系可以是包括多个发送速率区间与一一对应的多个功率调整值的表格。此时，在根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与随机接入消息的发送速率对应的功率调整值时，可确定随机接入消息的发送速率落入的发送速率区间所对应的功率调整值。
[0083]表I给出了发送速率区间和功率调制值的对应关系表格的一个例子。应注意，表I中的数值仅仅是示例性的，而非对本发明实施例范围的限制。在表I的例子中，假设码片速率 CR=3.84M bps, EbNo=8db, Delta=3db。
[0084]表I
[0085]
【权利要求】
1.一种随机接入方法，其特征在于，包括: 确定主公共导频信道CPICH发射功率，并确定上行干扰； 测量CPICH接收信号码功率； 根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值； 根据所述主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定所述随机接入消息的发射功率； 按照所述随机接入消息的发射功率执行随机接入过程。
2.如权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，所述根据所述主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定所述随机接入消息的发射功率，包括: 按照下式确定所述随机接入消息的发射功率，
P = ULI + TxP — CPICH_RCSP — Μ, 其中，P表示所述随机接入消息的发射功率，ULI表示所述上行干扰，TxP表示所述主CPICH发射功率，CPICH_RCSP表示所述CPICH接收信号码功率，M表示所述功率调整值且为正值。
3.如权利要求1或2所述的随机接入方法，其特征在于，所述按照所述随机接入消息的发射功率执行随机接入过程，包括: 在所述随机接入过程中发送了一次所述随机接入消息之后，等待基站对所述随机接入消息的反馈而不再发送所述随机接入消息。
4.如权利要求1-3任一项所述的随机接入方法，其特征在于，所述根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，包括: 根据所述随机接入消息的发送速率确定扩频增益； 根据所述扩频增益确定所述功率调整值。
5.如权利要求4所述的随机接入方法，其特征在于，所述根据所述随机接入消息的发送速率确定扩频增益，包括: 根据下式确定所述扩频增益:
G = IOXlg (CR/TR) 其中，G表示所述扩频增益，CR表示系统的码片速率，TR表示所述随机接入消息的发送速率， 所述根据所述扩频增益确定所述功率调整值，包括: 根据下式确定所述功率调整值: M = G- EbNo — Delta 其中M表示所述功率调整值，EbNo表示基站的解调门限，Delta表示补偿值。
6.如权利要求1-3任一项所述的随机接入方法，其特征在于，所述根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值，包括: 根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与所述随机接入消息的发送速率对应的功率调整值。
7.如权利要求6所述的随机接入方法，其特征在于，所述预设的发送速率和功率调整值的对应关系为包括多个发送速率区间与一一对应的多个功率调整值的表格， 所述根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与所述随机接入消息的发送速率对应的功率调整值，包括: 确定所述随机接入消息的发送速率落入的发送速率区间所对应的功率调整值。
8.如权利要求6所述的随机接入方法，其特征在于，所述预设的发送速率和功率调整值的对应关系中，大的发送功率对应于小的功率调整值。
9.一种用户设备，其特征在于，包括: 第一确定单元，用于确定主公共导频信道CPICH发射功率，并确定上行干扰； 测量单元，用于测量CPICH接收信号码功率； 第二确定单元，用于根据随机接入消息的发送速率确定功率调整值； 第三确定单元，用于根据所述主CPICH发射功率、上行干扰、CPICH接收信号码功率和功率调整值确定所述随机接入消息的发射功率； 随机接入单元，用于按照所述随机接入消息的发射功率执行随机接入过程。
10.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，所述第三确定单元具体用于按照下式确定所述随机接入消息的发射功率，
P = ULI + TxP — CPICH_RCSP — Μ, 其中，P表示所述随机接入消息的发射功率，ULI表示所述上行干扰，TxP表示所述主CPICH发射功率，CPICH_RCSP表示所述CPICH接收信号码功率，M表示所述功率调整值且为`正值。
11.如权利要求9或10所述的用户设备，其特征在于，所述随机接入单元具体用于在所述随机接入的过程中发送了一次所述随机接入消息之后，等待基站对所述随机接入消息的反馈而不再发送所述随机接入消息。
12.如权利要求9-11任一项所述的用户设备，其特征在于，所述第二确定单元具体用于根据所述随机接入消息的发送速率确定扩频增益，并根据所述扩频增益确定所述功率调整值。
13.如权利要求12所述的用户设备，其特征在于，所述第二确定单元具体用于根据下式确定所述扩频增益: G= IOXlg (CR/TR) 其中，G表示所述扩频增益，CR表示系统的码片速率，TR表示所述随机接入消息的发送速率， 并根据下式确定所述功率调整值: M = G- EbNo — Delta 其中M表示所述功率调整值，EbNo表示基站的解调门限，Delta表示补偿值。
14.如权利要求9-11任一项所述的用户设备，其特征在于，所述第二确定单元具体用于根据预设的发送速率和功率调整值的对应关系，确定与所述随机接入消息的发送速率对应的功率调整值。
15.如权利要求14所述的用户设备，其特征在于，所述预设的发送速率和功率调整值的对应关系为包括多个发送速率区间与一一对应的多个功率调整值的表格， 所述第二确定单元具体用于确定所述随机接入消息的发送速率落入的发送速率区间所对应的功率调整值。
16.如权利要求14所述的用户设备，其特征在于，所述预设的发送速率和功率调整值的对应关系中，大的发送功 率对应于小的功率调整值。
【文档编号】H04W74/08GK103458530SQ201310400197
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】张家佶 申请人:华为技术有限公司