專利名稱：時分雙工碼分多址系統(tǒng)及其隨機接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及第三代移動通信系統(tǒng)，尤其是時分雙工碼分多址(TD-SCDMA)通信系統(tǒng)及其隨機接入方法。
背景技術(shù)：
隨機接入過程是無線通訊系統(tǒng)中的一個重要過程，是無線接入過程中的重要環(huán)節(jié)，在第三代移動通信系統(tǒng)之一的TD-SCDMA無線通訊系統(tǒng)中，隨機接入過程更是包括了重要的上行同步過程。
TD-SCDMA系統(tǒng)采用的是同步時分雙工技術(shù)，對上、下行同步有比較嚴(yán)格的要求，尤其是上行同步。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，專門定義了上行導(dǎo)頻時隙(UpPTS)和上行同步碼(SYNC_UL)用于上行同步。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，隨機接入過程是一個物理層過程，在該過程中，一個很重要的步驟就是進行上行同步碼及其在UpPTS時隙發(fā)射時機的選擇。該選擇過程不僅僅是上行同步過程的需要，更重要的是，該選擇過程是隨機接入過程的本質(zhì)所在，該選擇過程集中體現(xiàn)了隨機接入過程中上行公共信道資源——物理隨機接入信道(PRACH)的競爭共享的分配方式。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，一個小區(qū)配置有8個上行同步碼，編號為0～7，在隨機接入過程中，上行同步碼也被描述為簽名(signature)。在隨機接入過程中，如果終端設(shè)備(UE)選擇了相同的簽名并在同一個時機，即同一個子幀的UpPTS時隙發(fā)射，則會造成沖突，得不到基站的響應(yīng)，從而導(dǎo)致隨機接入過程失敗。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，通過定義不同的接入服務(wù)等級ASC(Access ServiceClass)，并每個ASC配置相應(yīng)的資源，來實現(xiàn)不同的接入服務(wù)質(zhì)量。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，設(shè)置了0～7共8級ASC，在系統(tǒng)為每個ASC配置的資源中包括隨機接入過程中使用的簽名和UpPTS時隙資源(UpPTS時隙資源就是在UpPTS時隙的發(fā)射時機)。同時，在UE側(cè)，系統(tǒng)定義了0～15共16級接入等級AC(Access Class)，對每個UE可以設(shè)置一個或者多個AC。在系統(tǒng)廣播消息中，系統(tǒng)向UE廣播配置的ASC個數(shù)以及為每個ASC配置的簽名和UpPTS時隙資源，同時廣播AC與ASC之間的對應(yīng)關(guān)系。UE根據(jù)這種對應(yīng)關(guān)系和其中設(shè)置的AC值，確定UE在隨機過程中將使用的ASC值，并進一步確定在隨機過程中可以使用的簽名和UpPTS時隙資源。
對TD-SCDMA系統(tǒng)，在目前最新的3GPP協(xié)議《3GPP TS 25.224 V6.3.0》中，定義UpPCH(上行同步信道)子信道為一個UpPCH子信道定義為一個(或者一組)簽名和一些UpPTS子幀。在該定義中，一個UpPCH子信道通過子幀定義了UpPTS時隙資源，一個UpPCH子信道同時定義了隨機過程中將使用的簽名和UpPTS時隙資源。因此，在隨后的隨機接入過程中，定義了簽名和UpPTS時隙資源的選擇過程如下■從給定的ASC可用的UpPCH子信道中隨機選擇一個UpPCH子信道。
隨機功能將使每個可選項具有相同的選中可能性。
對TD-SCDMA系統(tǒng)，在目前最新的協(xié)議《3GPP TS 25.331 V6.4.0》的廣播信息中，簽名和UpPTS時隙資源的配置是通過ASC設(shè)置信息單元來實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，對應(yīng)每一個ASC值，包含可用的上行同步碼(即簽名)和子信道個數(shù)及可用的子信道，其中的子信道就是UpPTS時隙資源。在這種配置方法中，將簽名和UpPTS時隙資源作為獨立的兩種資源進行配置。
從上述分析可知，在同屬3GPP協(xié)議的兩個協(xié)議中，在協(xié)議《3GPP TS 25.224V6.3.0》關(guān)于簽名和UpPTS時隙資源的定義及其使用，和在協(xié)議《3GPP TS 25.331V6.4.0》對簽名和UpPTS時隙資源的配置方法之間存在不一致的地方。這種不一致將會導(dǎo)致一方面，在通過協(xié)議《3GPP TS 25.331 V6.4.0》對簽名和UpPTS時隙資源進行配置時，無所適從；另一方面，系統(tǒng)通過協(xié)議《3GPP TS 25.331V6.4.O》對簽名和UpPTS時隙資源的配置信息，UE根據(jù)協(xié)議《3GPP TS 25.224V6.3.0》中的定義和使用方法，不能理解配置信息，配置信息起不了應(yīng)有的作用。UE在進行隨機接入過程時，對簽名和UpPTS時隙資源的使用方法處于不確定狀態(tài)，脫離了系統(tǒng)的控制。這樣的話，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，上面描述的系統(tǒng)通過配置不同的ASC及相應(yīng)的簽名和UpPTS時隙資源來控制不同的UE實現(xiàn)不同的接入服務(wù)質(zhì)量的方法就不可能實現(xiàn)了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中對簽名和UpPTS時隙資源的配置方法之間存在不一致，從而導(dǎo)致系統(tǒng)無法通過配置不同的ASC及相應(yīng)的簽名和UpPTS時隙資源來控制不同的UE實現(xiàn)不同的接入服務(wù)質(zhì)量。
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種TD-SCDMA系統(tǒng)，包括用于上行同步的上行導(dǎo)頻時隙和簽名，所述的上行導(dǎo)頻時隙為N個上行同步子信道，編號從0到N-1；所述的上行同步子信道個數(shù)N可由系統(tǒng)進行配置；N取值范圍為1，2，4，8；所述的上行導(dǎo)頻時隙的第i個上行同步子信道為子幀號滿足下列條件的上行導(dǎo)頻時隙SFN’mod N＝i，其中SFN’為用于計子幀數(shù)的子幀號，當(dāng)系統(tǒng)幀號SFN＝0的幀開始時，SFN’設(shè)置成0。
同時本發(fā)明還針對上述的TD-SCDMA系統(tǒng)，提出一種隨機接入方法，包括以下步驟1)終端設(shè)備側(cè)物理層收到媒體接入控制層的隨機接入信道發(fā)射請求，觸發(fā)物理層隨機接入過程開始，媒體接入控制層輸入如下信息物理隨機接入信道消息使用的傳輸格式，隨機接入過程的接入服務(wù)等級，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；2)終端設(shè)備根據(jù)媒體接入控制層指示的傳輸格式，唯一地選擇一個隨機接入傳輸信道；3)終端設(shè)備分別從給定的接入服務(wù)等級可用的上行同步子信道和簽名中隨機選擇一個上行同步子信道和一個簽名，其中的隨機功能使每個可選項具有相同的選中可能性；4)終端設(shè)備確定合適的發(fā)射功率，在選擇的上行同步子信道上發(fā)射簽名；5)終端設(shè)備選擇監(jiān)聽前向物理接入信道；6)終端設(shè)備在前向物理接入信道上接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，上行同步完成，選擇物理隨機接入信道發(fā)送隨機接入信道上的信息。
如果發(fā)生隨機接入沖突，或者在所述步驟6終端設(shè)備在前向物理接入信道上沒有接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，則返回步驟3。
如果發(fā)生隨機接入沖突，或者在所述步驟6終端設(shè)備在前向物理接入信道上沒有接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，則終端設(shè)備進行簽名重發(fā)時，從給定的接入服務(wù)等級可用的簽名中重新隨機選擇一個簽名，上行同步子信道不變，返回步驟4。
如果發(fā)生隨機接入沖突，或者在所述步驟6終端設(shè)備在前向物理接入信道上沒有接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，則終端設(shè)備進行簽名重發(fā)時，從給定的接入服務(wù)等級可用的上行同步子信道中重新隨機選擇一個上行同步子信道，簽名不變，返回步驟4。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的TD-SCDMA系統(tǒng)中的上行導(dǎo)頻時隙和上行同步子信道進行明確配置，并且提供了相應(yīng)的隨機接入方法，解決了在目前3GPP關(guān)于TD-SCDMA無線通訊系統(tǒng)的協(xié)議中，隨機接入過程使用的簽名和UpPTS時隙資源的定義和選擇方法與配置方法不一致的問題，一方面，使得系統(tǒng)可以通過協(xié)議《3GPP TS 25.331 V6.4.0》對簽名和UpPTS時隙資源進行正確的配置；另一方面，使得UE可以正確的理解系統(tǒng)對簽名和UpPTS時隙資源進行的配置，并根據(jù)配置信息使用簽名和UpPTS時隙資源，從而達到系統(tǒng)控制UE使用簽名和UpPTS時隙資源的目的。同時，正是由于系統(tǒng)可以控制UE使用簽名和UpPTS時隙資源，使得系統(tǒng)可以通過配置不同的ASC及相應(yīng)的簽名和UpPTS時隙資源來控制不同的UE實現(xiàn)不同的接入服務(wù)質(zhì)量。


圖1是ASC設(shè)置信息單元的結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明系統(tǒng)中當(dāng)N＝8時的UpPTS時隙的UpPCH子信道示意3是本發(fā)明UE側(cè)隨機接入方法的實施例流程圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實現(xiàn)做出詳細說明。
如圖2所示是本發(fā)明TD-SCDMA系統(tǒng)的UpPTS時隙的UpPCH子信道示意圖，本例中UpPCH子信道的個數(shù)N配置為8，上行導(dǎo)頻時隙包括8個子信道，編號從0到7。
當(dāng)SFN’mod 8＝0時，該子幀的UpPTS時隙為第0個子信道；當(dāng)SFN’mod 8＝1時，該子幀的UpPTS時隙為第1個子信道；……當(dāng)SFN’mod 8＝7時，該子幀的UpPTS時隙為第7個子信道；
其中SFN為用于計幀數(shù)的系統(tǒng)幀號，取值范圍是0～4095，SFN每個無線幀增加1，并在0～4095之間循環(huán)計數(shù)。
SFN’為用于計子幀數(shù)的子幀號，每個無線子幀增加1，當(dāng)系統(tǒng)幀號SFN＝0的幀開始時，SFN’設(shè)置成0。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，一個無線幀包括兩個無線子幀。
在本發(fā)明中，將TD-SCDMA系統(tǒng)中的UpPCH子信道，配置成與子幀相關(guān)的UpPTS時隙資源，并將隨機接入過程中的UpPCH子信道資源和簽名資源獨立開來。在隨機接入過程中，簽名和子信道資源的選擇分別獨立地進行隨機選擇，而且，在發(fā)生隨機接入沖突，UE每次進行上行同步碼重發(fā)時，也需要分別隨機選擇一個UpPCH子信道和一個簽名，或者UpPCH子信道不變，僅僅隨機選擇一個簽名，或者簽名不變，僅僅隨機選擇一個UpPCH子信道。在UpPCH子信道資源和簽名資源的配置方法上，仍然采用目前協(xié)議《3GPP TS 25.331 V6.4.0》中的配置方法，在ASC設(shè)置信息單元中簽名和UpPCH子信道資源的分別獨立進行配置。
如圖3所示UE側(cè)隨機接入方法的具體流程如下1)UE側(cè)物理層收到媒體接入控制層MAC(Media Access Control)的隨機接入信道(RACH)發(fā)射請求，觸發(fā)物理層隨機接入過程開始，MAC層輸入的信息包括PRACH消息使用的傳輸格式；隨機接入過程的接入服務(wù)等級ASC；傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(傳輸塊集)；2)根據(jù)MAC層指示的傳輸格式，唯一地選擇一個RACH傳輸信道；3)根據(jù)ASC選擇一個子信道其選擇方法是從給定的ASC可用的UpPCH子信道中隨機選擇一個UpPCH子信道，其中的隨機功能將使每個可選項具有相同的選中可能性；4)根據(jù)ASC選擇一個簽名其選擇方法是從給定的ASC可用的簽名中隨機選擇一個簽名，其中的隨機功能將使每個可選項具有相同的選中可能性；5)在選擇的子信道上發(fā)射簽名；6)選擇監(jiān)聽前向物理接入信道(FPACH)；7)判斷是否在FPACH信道上接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息；如果沒有收到，跳轉(zhuǎn)到第3)步或者第4)步；如果收到，則跳到第8步；8)上行同步完成，選擇PRACH物理信道發(fā)送RACH信道上的信息。
9)過程結(jié)束。
上面的步驟3)和4)可以互換，也就是說可以先選擇簽名再選擇UpPCH子信道。
權(quán)利要求
1.一種時分雙工碼分多址系統(tǒng)，包括用于上行同步的上行導(dǎo)頻時隙和簽名，其特征在于，所述的上行導(dǎo)頻時隙為N個上行同步子信道，編號從0到N-1。
2.如權(quán)利要求1所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)，其特征在于，所述的上行導(dǎo)頻時隙的第i個上行同步子信道為子幀號滿足下列條件的上行導(dǎo)頻時隙SFN’mod N＝i，其中SFN’為用于計子幀數(shù)的子幀號，當(dāng)系統(tǒng)幀號SFN＝0的幀開始時，SFN’設(shè)置成0。
3.如權(quán)利要求1所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)，其特征在于，所述的上行同步子信道個數(shù)N可由系統(tǒng)進行配置。
4.如權(quán)利要求1所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)，其特征在于，所述的上行同步子信道個數(shù)N取值為1或2或4或8。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)的隨機接入方法，其特征在于包括以下步驟5.1)終端設(shè)備側(cè)物理層收到媒體接入控制層的隨機接入信道發(fā)射請求，觸發(fā)物理層隨機接入過程開始，媒體接入控制層輸入如下信息物理隨機接入信道消息使用的傳輸格式，隨機接入過程的接入服務(wù)等級，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；5.2)終端設(shè)備根據(jù)媒體接入控制層指示的傳輸格式，唯一地選擇一個隨機接入信道；5.3)終端設(shè)備分別從給定的接入服務(wù)等級可用的上行同步子信道和簽名中隨機選擇一個上行同步子信道和一個簽名，其中的隨機功能使每個可選項具有相同的選中可能性；5.4)終端設(shè)備確定合適的發(fā)射功率，在選擇的上行同步子信道上發(fā)射簽名；5.5)終端設(shè)備選擇監(jiān)聽前向物理接入信道；5.6)終端設(shè)備在前向物理接入信道上接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，上行同步完成，選擇物理隨機接入信道發(fā)送隨機接入信道上的信息。
6.如權(quán)利要求5所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)的隨機接入方法，其特征在于，如果發(fā)生隨機接入沖突，或者在所述步驟5.6終端設(shè)備在前向物理接入信道上沒有接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，則返回步驟5.3。
7.如權(quán)利要求5所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)的隨機接入方法，其特征在于，如果發(fā)生隨機接入沖突，或者在所述步驟5.6終端設(shè)備在前向物理接入信道上沒有接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，則終端設(shè)備進行簽名重發(fā)時，從給定的接入服務(wù)等級可用的簽名中重新隨機選擇一個簽名，上行同步子信道不變，返回步驟5.4。
8.如權(quán)利要求5所述的時分雙工碼分多址系統(tǒng)的隨機接入方法，其特征在于，如果發(fā)生隨機接入沖突，或者在所述步驟5.6終端設(shè)備在前向物理接入信道上沒有接收到網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入確認信息，則終端設(shè)備進行簽名重發(fā)時，從給定的接入服務(wù)等級可用的上行同步子信道中重新隨機選擇一個上行同步子信道，簽名不變，返回步驟5.4。
全文摘要
本發(fā)明公開一種時分雙工碼分多址系統(tǒng)及其隨機接入方法，系統(tǒng)包括用于上行同步的上行導(dǎo)頻時隙和簽名，所述的上行導(dǎo)頻時隙為N個上行同步子信道，編號從0到N－1；所述的上行同步子信道個數(shù)N可由系統(tǒng)進行配置；N取值范圍為1，2，4，8；所述的上行導(dǎo)頻時隙的第i個上行同步子信道為子幀號滿足下列條件的上行導(dǎo)頻時隙SFN’mod N＝i，其中SFN’為用于計子幀數(shù)的子幀號，當(dāng)系統(tǒng)幀號SFN＝0的幀開始時，SFN’設(shè)置成0，本發(fā)明能夠有效解決隨機接入過程使用的簽名和UpPTS時隙資源的定義和選擇方法與配置方法不一致的問題。
文檔編號H04J13/00GK1838574SQ20051006011
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者張銀成, 楊學(xué)君, 馬子江, 馬志鋒 申請人:中興通訊股份有限公司