FR2877168A1 - Short signal pattern e.g. random access pattern, detecting method for e.g. UMTS system, involves repeating decoding, analysis and removal of signal segment portions till all segments are eliminated or preserved segments are decoded - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE DETECTION DE MOTIF DE SIGNAL, SYSTEME ETMETHOD FOR DETECTING SIGNAL PATTERN, SYSTEM AND
RECEPTEUR ADAPTES A LA MISE EN OEUVRE DU PROCEDE RECEPTOR ADAPTED TO THE IMPLEMENTATION OF THE PROCESS
La présente invention concerne la détection, par un récepteur, de motifs de signal transmis sur un canal radio dans un système de communication. The present invention relates to the detection, by a receiver, of signal patterns transmitted over a radio channel in a communication system.
Elle trouve une application notamment dans la détection de motifs courts émis dans un réseau de radiocommunication. Ces motifs peuvent être de différents types, comme des motifs de synchronisation initiale ou des motifs d'accès aléatoire au réseau mobile. Ce dernier cas sera plus particulièrement développé par la suite, sans que cela soit limitatif. It finds an application in particular in the detection of short patterns transmitted in a radiocommunication network. These patterns can be of different types, such as initial synchronization patterns or random access patterns to the mobile network. This last case will be more particularly developed thereafter, without this being limiting.
Lorsqu'un terminal mobile d'un réseau de communication souhaite disposer de ressources de communication, par exemple pour effectuer un appel, il émet une requête à destination du réseau qui gère et distribue les ressources. Cette requête d'accès aléatoire consiste généralement en la transmission d'un message dont le préambule est un motif de signal représentant une séquence de symboles numériques prédéterminée. Ce message est émis sur un canal radio montant écouté par un système de réception du réseau. Dans les systèmes de radiocommunication tels que le GSM ( Global System for Mobile communications ) et l'UMTS ( Universal Mobile Telecommunication System ), ce canal est appelé RACH et est supporté par un canal physique appelé PRACH ( Physical Random Access CHannel ). Pour l'UMTS, le format de ce message est décrit à la section 5.2.2 de la spécification technique TS 25.211 version 6.1.0 Release 6, Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) publiée par le 3GPP ("3rd Generation Partnership Project"). When a mobile terminal of a communication network wishes to have communication resources, for example to make a call, it sends a request to the network that manages and distributes the resources. This random access request generally consists of the transmission of a message whose preamble is a signal pattern representing a predetermined sequence of digital symbols. This message is sent on an uplink radio channel listened to by a network receiving system. In radiocommunication systems such as GSM (Global System for Mobile Communications) and UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), this channel is called RACH and is supported by a physical channel called PRACH (Physical Random Access CHannel). For UMTS, the format of this message is described in section 5.2.2 of Technical Specification TS 25.211 version 6.1.0 Release 6, Physical channels and mapping of transport channels to physical channels (FDD) published by 3GPP (" 3rd Generation Partnership Project ").
Une détection fiable d'accès aléatoire sur le RACH est importante car 25 le taux d'échec d'établissement de communications vu d'un utilisateur radiomobile en dépend directement. Reliable random access detection on the RACH is important because the call setup failure rate seen from a mobile radio user directly depends on it.
En fonction du nombre de séquences prédéterminées pouvant être émises, la détection du préambule par le réseau est plus ou moins coûteuse. Depending on the number of predetermined sequences that can be transmitted, the detection of the preamble by the network is more or less expensive.
Dans un système UMTS, un accès émis sur le canal RACH par un terminal mobile a une taille de 4096 "chips", un chip étant un élément unitaire de code conformément au schéma d'accès multiple par répartition de codes (CDMA) utilisé dans le système. Un signal correspond à une répétition de 256 fois une séquence de symboles numériques prédéterminée de 16 chips, brouillé par un code. Les données échangées en UMTS sont constituées en trames de 10 ms, elles-mêmes subdivisées en 15 intervalles de temps (ou "slots") de 666 ps, correspondant à 2560 chips. Ainsi, le signal associé à la séquence de symboles numériques émise sur le RACH est reçu à l'intérieur d'un intervalle correspondant à deux slots consécutifs. Elle est reçue d'autant plus tôt dans cet intervalle que le terminal mobile qui l'a émise est proche du récepteur du réseau. In a UMTS system, an access transmitted on the RACH channel by a mobile terminal has a size of 4096 "chips", a chip being a unitary piece of code according to the code division multiple access (CDMA) scheme used in the system. A signal corresponds to a repetition of 256 times a predetermined digital symbol sequence of 16 chips, scrambled by a code. The data exchanged in UMTS are constituted in frames of 10 ms, themselves subdivided into 15 slots (or "slots") of 666 ps, corresponding to 2560 chips. Thus, the signal associated with the digital symbol sequence transmitted on the RACH is received within an interval corresponding to two consecutive slots. It is received all the earlier in this interval that the mobile terminal that sent it is close to the network receiver.
Lorsque le réseau radio souhaite déterminer si un accès aléatoire a été transmis sur un canal RACH, il calcule, pour différentes positions temporelles possibles de réception, une corrélation entre le signal reçu et la séquence de symboles numériques prédéterminée qui est connue du réseau. Un critère est défini pour décider, à partir d'une telle corrélation, si la séquence de symboles numériques prédéterminée est présente dans le signal reçu. Celui-ci est généralement basé sur le niveau énergétique de la corrélation, qui est comparé à un niveau seuil prédéfini. When the radio network wishes to determine whether random access has been transmitted on a RACH, it calculates, for different possible time slots of reception, a correlation between the received signal and the predetermined digital symbol sequence which is known to the network. A criterion is defined for deciding, from such a correlation, whether the predetermined digital symbol sequence is present in the received signal. This is usually based on the energy level of the correlation, which is compared to a predefined threshold level.
La figure 1 illustre les différentes positions temporelles auxquelles peuvent être reçues les accès pendant une période d'observation donnée. L'objectif étant de détecter la présence d'un accès de taille 4096 chips dans le signal reçu pendant la période d'observation donnée, on définit une fenêtre de taille 4096 que l'on fait glisser sur le signal reçu en la positionnant successivement sur chacune des positions temporelles possibles ayant entre elles une fraction de temps-chip. On obtient alors un segment de signal respectif 11 pour chacune des positions temporelles, chacun de ces segments de signal étant de taille identique à celle d'un accès à détecter, c'est-à-dire 4096 chips. Ainsi, ces segments sont affectés respectivement de décalages temporels de la durée d'une fraction de chip. Puis, on corrèle un segment de signal 11 avec les séquences de symboles numériques prédéterminées pour détecter si le segment de signal 11 correspond à un accès. Figure 1 illustrates the different temporal positions to which access can be received during a given observation period. The objective being to detect the presence of a 4096 chip size access in the signal received during the given observation period, a window of size 4096 is defined which is dragged onto the received signal by positioning it successively on each of the possible time positions having between them a fraction of time-chip. A respective signal segment 11 is then obtained for each of the time positions, each of these signal segments being of identical size to that of an access to be detected, that is to say 4096 chips. Thus, these segments are respectively assigned time delays of the duration of a chip fraction. Then, a signal segment 11 is correlated with the predetermined digital symbol sequences to detect whether the signal segment 11 corresponds to an access.
La performance d'un réseau d'accès dans le traitement des requêtes d'accès est fortement dépendante de la rapidité de détection d'un accès aléatoire. Ainsi, il est très avantageux que le récepteur puisse détecter efficacement un tel accès. The performance of an access network in the processing of access requests is highly dependent on the speed of detection of a random access. Thus, it is very advantageous that the receiver can effectively detect such access.
Plusieurs méthodes de détection de tels signaux ont déjà été proposées. Several methods for detecting such signals have already been proposed.
Un signal à détecter comprenant une répétition d'une séquence de symboles numériques prédéterminée, le récepteur effectue généralement une opération de désentrelacement puis de débrouillage des chips compris dans un segment de signal, cette opération visant à regrouper les chips d'un segment de signal qui sont relatifs au même chip d'une séquence de symboles numériques prédéterminée. Une telle opération est illustrée par la figure 2. A signal to be detected comprising a repetition of a predetermined sequence of digital symbols, the receiver generally performs a deinterleaving operation and descrambling of the chips included in a signal segment, this operation to group the chips of a signal segment which are related to the same chip of a predetermined digital symbol sequence. Such an operation is illustrated in FIG. 2.
On désentrelace les chips de chacun des segments de signal 11 et on obtient des blocs de signal 24. Chacun de ces blocs 24 comprend une série 22, 23 de R chips, dont les positions modulo 16 sont les mêmes dans le segment de signal 11. Ainsi, à chacun des segments de signal 11, on associe une séquence de blocs 15 de seize blocs 24, chaque bloc étant de taille R = 256 chips. The chips of each of the signal segments 11 are deinterleaved and signal blocks 24 are obtained. Each of these blocks 24 comprises a series 22, 23 of R chips whose modulo positions 16 are the same in the signal segment 11. Thus, for each of the signal segments 11, a sequence of blocks 15 of sixteen blocks 24 is associated, each block being of size R = 256 chips.
Puis, sur chaque bloc 24 de chaque séquence 15 de blocs, on réalise une opération de désembrouillage ( descrambling ). On note P le nombre de décalages temporels considérés pendant la période d'observation On obtient alors P séquences estimées de 16 chips. A l'émission, la séquence de symboles numériques, après avoir été répétée 256 fois, est embrouillée par multiplication avec un code d'embrouillage ou de scrambling . Par conséquent, en réception, après l'opération de désentrelacement décrite ci-dessus, les blocs 24 obtenues sont désembrouillées avec des codes de désembrouillage adaptés, comme il est bien connu de l'homme du métier. Then, on each block 24 of each block sequence, a descrambling operation is performed. We denote by P the number of time offsets considered during the observation period. We then obtain P estimated sequences of 16 chips. On transmission, the sequence of digital symbols, after having been repeated 256 times, is scrambled by multiplication with a scrambling or scrambling code. Therefore, in reception, after the deinterleaving operation described above, the resulting blocks 24 are descrambled with suitable descrambling codes, as is well known to those skilled in the art.
Dans la suite de la description, on appellera décodage , la combinaison de l'opération de désentrelacement illustrée par la figure 2 et de l'opération de désembrouillage des blocs 24. In the remainder of the description, the combination of the deinterleaving operation illustrated in FIG. 2 and the descrambling operation of the blocks 24 will be called decoding.
On corrèle alors les séquences estimées de 16 chips ainsi obtenues et la séquence de symboles numériques prédéterminée que l'on cherche à détecter. Sur la base de cette corrélation, on décide si un des segments de signal 11 correspond à un accès ou non. The estimated sequences of 16 chips thus obtained are then correlated with the predetermined sequence of digital symbols that one seeks to detect. On the basis of this correlation, it is decided whether one of the signal segments 11 corresponds to an access or not.
Une telle méthode permet donc de détecter une séquence de symboles numériques prédéterminée dans un signal reçu. Toutefois, l'opération de désembrouillage est réalisée sur tous les blocs 24, de taille 256 chips, de toutes les séquences de blocs 15. Une telle opération est complexe et lourde à réaliser. Such a method therefore makes it possible to detect a predetermined sequence of digital symbols in a received signal. However, the descrambling operation is performed on all blocks 24, 256 chips size, all block sequences 15. Such an operation is complex and cumbersome to achieve.
La présente invention à pour but de réduire la complexité de la détection de motifs de signal dans un réseau de télécommunication. The present invention aims to reduce the complexity of signal pattern detection in a telecommunication network.
Un premier aspect de la présente invention propose un procédé de détection d'un motif de signal transmis sous forme codée à l'initiative d'un émetteur sur un canal radio, le motif représentant R répétitions d'une séquence de S symboles numériques, R et S étant des entiers plus grands que 1, le procédé comprenant les étapes suivantes: /a/ recevoir un signal sur le canal radio pendant une période d'observation plus longue que le motif, la période d'observation couvrant plusieurs segments du signal reçu ayant la même durée que le motif et respectivement affectés de décalages temporels de réception multiples de la durée d'une fraction de symbole numérique de la séquence; /b/ extraire de chaque segment du signal reçu couvert par la période d'observation une portion de signal respective de durée sensiblement plus courte que le motif; /c/ décoder les portions de signal respectivement extraites des segments à l'étape précédente; /d/ analyser les portions de signal décodées pour ne conserver que les segments dont les portions de signal extraites remplissent un critère de détection; /e/ extraire une autre portion de signal de chaque segment conservé du signal reçu et répéter à partir de l'étape /c/ jusqu'à élimination de tous les segments ou jusqu'à ce qu'un segment soit conservé après avoir été intégralement décodé, une occurrence du motif étant alors détectée dans ce segment conservé du signal reçu. A first aspect of the present invention provides a method of detecting a signal pattern transmitted in coded form at the initiative of a transmitter on a radio channel, the pattern representing R repetitions of a sequence of S numerical symbols, R and S being integers greater than 1, the method comprising the steps of: / a / receiving a signal on the radio channel during a longer observation period than the pattern, the observation period covering several segments of the received signal having the same duration as the pattern and respectively assigned multiple reception time offsets of the duration of a digital symbol fraction of the sequence; / b / extracting from each segment of the received signal covered by the observation period a respective signal portion of substantially shorter duration than the pattern; / c / decoding the signal portions respectively extracted from the segments in the previous step; / d / analyzing the decoded signal portions to retain only those segments whose extracted signal portions fulfill a detection criterion; / e / extracting another portion of the signal from each conserved segment of the received signal and repeating from step / c / until all segments are eliminated or until a segment is retained after being fully decoded, an occurrence of the pattern then being detected in this conserved segment of the received signal.
Ainsi, lorsqu'on cherche à détecter un motif de signal de taille R*S, on 5 considère chaque segment de signal correspondant à une position temporelle de réception possible pendant une période d'observation. Thus, when attempting to detect a signal pattern of size R * S, each signal segment corresponding to a possible reception time position is considered for one observation period.
Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, il y a une relation bijective entre l'ensemble des segments considérés et l'ensemble des positions temporelles possibles. In a preferred embodiment of the present invention, there is a one-to-one relationship between the set of segments considered and the set of possible time positions.
De chacun de ces segments de signal, on extrait une portion. L'opération de décodage est alors avantageusement réalisée sur une portion seulement de segment de signal. From each of these signal segments, a portion is extracted. The decoding operation is then advantageously performed on only a portion of the signal segment.
Puis, après avoir analysé les portions décodées, on élimine certains des segments de signal selon un critère de détection prédéterminé. Then, after analyzing the decoded portions, some of the signal segments are eliminated according to a predetermined detection criterion.
Ensuite, on extrait une autre portion des segments de signal conservés, et on réitère alors l'étape de décodage et l'étape d'analyse de ces portions puis on extrait à nouveau une autre portion. Ces étapes sont réitérées jusqu'à ce que toutes les portions des segments de signal conservés soient décodées ou jusqu'à ce que tous les segments de signal soient éliminés. Then, another portion of the stored signal segments is extracted, and the decoding step and the analysis step of these portions are then repeated, and another portion is then extracted again. These steps are repeated until all portions of the retained signal segments are decoded or until all signal segments are eliminated.
Par conséquent, à chaque réitération, les opérations de décodage sont avantageusement réalisées un nombre de plus en plus limité de segments de signal. Therefore, at each reiteration, the decoding operations are advantageously performed an increasingly limited number of signal segments.
Grâce à ces dispositions, l'opération de décodage (ou descrambling ) n'est pas réalisée sur toutes les portions de tous les segments de signal. Seuls certains de ces segments de signal sont susceptibles d'être décodés dans leur ensemble. With these provisions, the decoding operation (or descrambling) is not performed on all portions of all signal segments. Only some of these signal segments are likely to be decoded as a whole.
De plus, les portions sont de durée sensiblement plus courte que la durée du motif à détecter. Ainsi, l'opération de décodage est réalisée sur des blocs de taille relativement petite. Par conséquent, la complexité de cette opération, étant directement liée à la taille des blocs à décoder, en est fortement réduite. In addition, the portions are of substantially shorter duration than the duration of the pattern to be detected. Thus, the decoding operation is performed on blocks of relatively small size. Consequently, the complexity of this operation, being directly related to the size of the blocks to be decoded, is greatly reduced.
Un tel procédé est notamment avantageux lorsque le signal reçu ne contient pas de motif de signal à détecter. Dans un tel cas, après quelques cycles d'opérations seulement, tous les segments de signal peuvent être éliminés avant qu'un seul de ces segments de signal ne soit décodé dans son ensemble. Such a method is particularly advantageous when the signal received does not contain a signal pattern to be detected. In such a case, after only a few operating cycles, all signal segments can be eliminated before only one of these signal segments is decoded as a whole.
L'étape d'analyse d'une portion de signal décodée, dans au moins une répétition de l'étape /d/, peut avantageusement comporter en outre un calcul de corrélation entre la portion décodée et la séquence de symboles numériques. On peut alors éliminer des segments de signal sur la base de la corrélation. The step of analyzing a decoded signal portion, in at least one repetition of step / d /, can advantageously also comprise a correlation calculation between the decoded portion and the sequence of digital symbols. Signal segments can then be eliminated on the basis of the correlation.
Une telle analyse peut également comporter un calcul de corrélation entre la portion et la séquence de symboles numériques dans chaque répétition de l'étape /d/. Such an analysis may also include a correlation calculation between the portion and the sequence of digital symbols in each repetition of step / d /.
Dans un autre mode de réalisation, il peut être avantageux que l'on calcule une corrélation entre la portion décodées et la séquence de symboles numériques uniquement dans la dernière répétition de l'étape /d/. In another embodiment, it may be advantageous to calculate a correlation between the decoded portion and the digital symbol sequence only in the last repetition of step / d /.
Dans un mode de réalisation préféré, on décode les portions de signal par bloc. Chaque bloc d'une portion comprend une série de R/N symboles dont les positions modulo S sont les mêmes dans la portion considérée. A chaque portion correspond donc une séquence de blocs. Dans le cas où le segment comprend la séquence de symboles numériques à détecter, chacun des blocs d'une portion correspond respectivement à un symbole numérique de la séquence. In a preferred embodiment, the block signal portions are decoded. Each block of a portion comprises a series of R / N symbols whose modulo S positions are the same in the portion considered. Each portion therefore corresponds to a sequence of blocks. In the case where the segment comprises the sequence of digital symbols to be detected, each of the blocks of a portion corresponds respectively to a digital symbol of the sequence.
Au cours de l'analyse dans une répétition de l'étape /d/, après extraction d'un segment de signal, on peut en outre combiner des portions de signal décodées précédemment extraites dudit segment, par exemple en combinant une énergie des portions de signal décodées. Dans un tel cas, on applique avantageusement le critère de détection aux portions de signal ainsi combinées. During the analysis in a repetition of the step / d /, after extraction of a signal segment, it is furthermore possible to combine decoded signal portions previously extracted from said segment, for example by combining an energy of the portions of the decoded signal. In such a case, the detection criterion is advantageously applied to the signal portions thus combined.
On peut éliminer les segments sur la base du calcul de la somme des carrés des modules des blocs décodés d'une séquence estimée. Ainsi, on ne conserve que les segments de signal pour lesquels cette somme est supérieure à un niveau de seuil défini pour les séquences estimées relatives aux segments de signal conservés. The segments can be eliminated on the basis of calculating the sum of the squares of the modules of the decoded blocks of an estimated sequence. Thus, only the signal segments for which this sum is greater than a threshold level defined for the estimated sequences relating to the conserved signal segments are retained.
Un deuxième aspect de la présente invention propose un dispositif de détection d'un motif de signal transmis sous forme codée à l'initiative d'un émetteur sur un canal radio, le motif représentant R répétitions d'une séquence de S symboles numériques, R et S étant des entiers plus grands que 1. Le dispositif comprend des moyens agencés pour la mise en oeuvre d'un procédé selon le premier aspect de l'invention. A second aspect of the present invention provides a device for detecting a signal pattern transmitted in coded form at the initiative of a transmitter on a radio channel, the pattern representing R repetitions of a sequence of S numerical symbols, R and S being integers larger than 1. The device comprises means arranged for carrying out a method according to the first aspect of the invention.
Un troisième aspect de la présente invention propose une station de base adaptée pour écouter un canal radio et pour détecter un motif de signal transmise sous forme codée à l'initiative d'un émetteur sur ledit canal radio, le motif représentant R répétitions d'une séquence de S symboles numériques, R et S étant des entiers plus grands que 1. La station de base comprend un dispositif selon le deuxième aspect de l'invention. A third aspect of the present invention provides a base station adapted to listen to a radio channel and to detect a signal pattern transmitted in encoded form at the initiative of a transmitter on said radio channel, the pattern representing R repetitions of a sequence of S numerical symbols, where R and S are integers larger than 1. The base station comprises a device according to the second aspect of the invention.
Un quatrième aspect de la présente invention propose un produit programme d'ordinateur à installer dans un récepteur, comprenant des instructions aptes à mettre en oeuvre le procédé selon le premier aspect de l'invention, lors d'une exécution du programme par des moyens de traitement du récepteur. A fourth aspect of the present invention proposes a computer program product to be installed in a receiver, comprising instructions able to implement the method according to the first aspect of the invention, when executing the program by means of receiver processing.
D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un de ses modes de réalisation, donnée ciaprès en 20 référence aux dessins annexés. Other aspects, objects and advantages of the invention will become apparent upon reading the description of one of its embodiments, given below with reference to the accompanying drawings.
L'invention sera également mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels: les figures 1 et 2, précédemment décrites, illustrent une méthode de détection d'un motif de signal selon l'art antérieur; - la figure 3 illustre les étapes principales d'un procédé de détection de motif de signal selon un mode de réalisation de la présente invention; les figures 4-6 illustrent en détail certaines des étapes principales de détection d'un motif de signal selon un mode de réalisation de la présente invention. The invention will also be better understood with the aid of the drawings, in which: FIGS. 1 and 2, previously described, illustrate a method of detecting a signal pattern according to the prior art; FIG. 3 illustrates the main steps of a signal pattern detection method according to an embodiment of the present invention; Figures 4-6 illustrate in detail some of the main steps of detecting a signal pattern according to an embodiment of the present invention.
L'invention est décrite ci-après dans son application aux systèmes de troisième génération de type UMTS. Cette description n'est pas limitative. Pour la suite, le motif de signal à détecter correspond dans ce cas à un accès aléatoire, ou encore signal d'accès aléatoire, et un symbole d'une séquence de symboles numériques à détecter correspond à un chip. The invention is described below in its application to UMTS third-generation systems. This description is not limiting. In the following, the signal pattern to be detected corresponds in this case to a random access, or random access signal, and a symbol of a sequence of digital symbols to be detected corresponds to a chip.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, un détecteur de radiocommunication a en charge de détecter un signal d'accès de taille déterminée sur une période d'observation donnée à partir d'un signal reçu sur un canal radio donné. Un signal à détecter correspond à une répétition de R fois une séquence de S symboles numériques. Un tel signal peut être reçu par le récepteur à des positions temporelles déterminées pendant la période d'observation. La période d'observation couvre donc plusieurs segments du signal de même longueur que le signal d'accès à détecter et affectés respectivement de décalages temporels de la durée d'une fraction de chip. In one embodiment of the present invention, a radio communication detector is in charge of detecting an access signal of a determined size over a given observation period from a signal received on a given radio channel. A signal to be detected corresponds to a repetition of R times a sequence of S numerical symbols. Such a signal can be received by the receiver at fixed time positions during the observation period. The observation period thus covers several segments of the signal of the same length as the access signal to be detected and respectively assigned time delays of the duration of a chip fraction.
En fonction du signal reçu sur le canal radio et des P décalages temporels, on considère P segments de signal So-SP_1. According to the signal received on the radio channel and the P time shifts, P signal segments So-SP_1 are considered.
Puis, on extrait une portion de chacun de ces segments. Then, a portion of each of these segments is extracted.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, une telle portion est de taille R/N, N étant un nombre entier tel que R/N soit un entier. On peut par exemple considérer, en un premier temps, les R/N premiers chips de chaque segment, puis les portions suivantes de R/N chips successivement au cours des répétitions des étapes de décodage et d'analyse. In one embodiment of the present invention, such a portion is of size R / N, where N is an integer such that R / N is an integer. For example, it is possible, for example, to consider the first R / N chips of each segment, then the following portions of R / N chips successively during the repetitions of the decoding and analysis steps.
La figure 3 illustre les étapes principales d'un procédé selon la présente invention. Figure 3 illustrates the main steps of a method according to the present invention.
Ainsi, dans un mode de réalisation de la présente invention, à une étape 31, à partir du signal reçu, on considère P segments de signal So-Sp_1 de taille R*S affectés de décalages temporels d'une fraction de chip. Puis, à une étape 32, on extrait une portion de chaque segment. A une étape 33, on décode les portions ainsi extraites. Sur la base des portions décodées obtenues et en fonction d'un critère de détection, on élimine certains segments de signal à une étape 34. Thus, in one embodiment of the present invention, at a step 31, from the received signal, P signal segments So-Sp_1 of size R * S assigned with time offsets of a chip fraction are considered. Then, at a step 32, a portion of each segment is extracted. At a step 33, the portions thus extracted are decoded. On the basis of the decoded portions obtained and as a function of a detection criterion, certain signal segments are eliminated at a step 34.
Puis, à l'étape 35, on extrait une autre portion comprenant les R/N 30 chips suivants des segments conservés. Then, in step 35, another portion is extracted comprising the following R / N chips of the conserved segments.
Ensuite, à l'étape 36, on décide de réitérer les étapes 33, 34 et 35 dans le cas où au moins un segment est conservé et au moins une portion de ce segment n'est pas encore décodée. Then, in step 36, it is decided to repeat the steps 33, 34 and 35 in the case where at least one segment is conserved and at least a portion of this segment is not yet decoded.
Ainsi, à l'étape 37, soit tous les segments de signal ont été éliminés, soit au moins une séquence de symboles numériques a été détectée dans au moins un des segments de signal. Thus, in step 37, all signal segments have been eliminated, or at least one digital symbol sequence has been detected in at least one of the signal segments.
On peut alors décider si un accès est présent. We can then decide if an access is present.
La figure 4 illustre les étapes 31 et 32 réalisées avec N égal à 2. II est aisé d'étendre le procédé au cas où N est supérieur à 2. Ainsi, on extrait une première portion 51 des segments de signal SO-Sp-1, sur laquelle on réalise les étapes de décodage et d'analyse Dans un mode de réalisation de la présente invention, à partir de chacune des portions 51 de taille R*S/N, on extrait une séquence de S blocs 53 comprenant chacun R/N chips. Comme décrit précédemment, si un segment de signal donné correspond à un signal d'accès à détecter, il comprend R fois une séquence de symboles numériques prédéterminée. Les chips des portions 51 sont donc ainsi désentrelacés avant d'être décodés. FIG. 4 illustrates the steps 31 and 32 carried out with N equal to 2. It is easy to extend the method in the case where N is greater than 2. Thus, a first portion 51 of the SO-Sp-1 signal segments is extracted. , on which the decoding and analysis steps are carried out In one embodiment of the present invention, from each of the portions 51 of size R * S / N, a sequence of S blocks 53 each comprising R / S is extracted. N chips. As previously described, if a given signal segment corresponds to an access signal to be detected, it comprises R times a predetermined digital symbol sequence. The chips portions 51 are thus deinterlaced before being decoded.
La figure 5 illustre une telle étape selon un mode de réalisation de la présente invention. Pour désentrelacer les données, on obtient un premier bloc 53 par extraction d'une série de chips 54, dont les positions modulo S sont les mêmes dans une portion 51. Les autres blocs 53 d'une même séquence estimée 56 de blocs sont obtenus de la même façon en prenant successivement les différentes séries de chips ainsi définies. La figure 5 illustre la dernière série de chips 55 qui sont extraits pour le dernier bloc 53 de la séquence de blocs 56. Figure 5 illustrates such a step according to an embodiment of the present invention. To deinterlace the data, a first block 53 is obtained by extraction of a series of chips 54 whose modulo positions S are the same in a portion 51. The other blocks 53 of the same estimated block sequence 56 are obtained from the same way taking successively the different series of chips thus defined. FIG. 5 illustrates the last series of chips 55 that are extracted for the last block 53 of the block sequence 56.
En opérant ainsi sur toutes les portions 51 de tous les segments de 25 signal, on obtient une séquence de blocs 56 de S blocs 53 pour chaque segment de signal. By thus operating on all portions 51 of all signal segments, a block sequence 56 of S blocks 53 is obtained for each signal segment.
Puis, sur tous ces blocs 53 ainsi obtenus, on applique une opération de désembrouillage. La figure 6 illustre une telle étape du procédé selon un mode de réalisation de la présente invention. A partir de chacun des blocs 53 de chaque séquence de blocs 56, on obtient un élément 71 de 1 chip. On fait donc correspondre une séquence estimée 72 de S éléments 71 à chaque séquence de blocs 56. On note que l'opération de désembrouillage a été réalisée sur un nombre égal à S*P de blocs de taille relativement petite, dans le cas décrit ci-dessus. En effet, tous les blocs 53 sont de taille R/N chips. Then, on all these blocks 53 thus obtained, a descrambling operation is applied. Figure 6 illustrates such a step of the method according to an embodiment of the present invention. From each of the blocks 53 of each block sequence 56, an element 71 of 1 chip is obtained. Thus, an estimated sequence 72 of S elements 71 is matched to each block sequence 56. It should be noted that the descrambling operation was performed on a number equal to S * P of blocks of relatively small size, in the case described here. -above. Indeed, all the blocks 53 are sized R / N chips.
En considérant un cas classique pour lequel une séquence de symboles numériques prédéterminée est de taille 16 et est répétée 256 fois dans un signal d'accès, on en déduit qu'on obtient 16 blocs 53 dans une séquence de blocs 56, chaque bloc 53 étant de taille 128, dans le cas où N est égal à 2. En considérant que le nombre de décalages temporels considérés pendant la période d'observation est égal à 1024, on réalise 16384 (=1024*16) fois l'opération de décodage sur des blocs de taille 128. Considering a conventional case for which a predetermined digital symbol sequence is of size 16 and is repeated 256 times in an access signal, it is deduced that 16 blocks 53 are obtained in a sequence of blocks 56, each block 53 being of size 128, in the case where N is equal to 2. Considering that the number of time offsets considered during the observation period is equal to 1024, 16384 (= 1024 * 16) times the decoding operation on blocks of size 128.
Sur la base des séquences estimées 72 de ces éléments 71, on élimine alors certains segments de signal de manière à poursuivre les étapes du procédé seulement sur un nombre limité de segments. On the basis of the estimated sequences 72 of these elements 71, certain signal segments are then eliminated so as to continue the process steps only on a limited number of segments.
Dans un mode de réalisation de l'invention, on réalise une telle élimination de segments de signal en additionnant les carrés des normes des éléments 71 pour chacune des séquences estimées 72. Puis, les valeurs ainsi obtenues relativement à chacune des séquences estimées 72 peuvent être comparées à un niveau de seuil. On élimine alors les segments de signal pour lesquels les valeurs obtenues sont inférieures au niveau de seuil. In one embodiment of the invention, such signal segment elimination is accomplished by adding the standard squares of the elements 71 for each of the estimated sequences 72. Then, the values thus obtained for each of the estimated sequences 72 may be compared to a threshold level. The signal segments for which the obtained values are below the threshold level are then eliminated.
On peut en outre déterminer un tel niveau de seuil de telle sorte qu'à 20 chaque étape d'élimination, on élimine un pourcentage donné de segments de signal, de cette façon, on peut contrôler la charge de calcul. In addition, such a threshold level can be determined so that at each elimination step a given percentage of signal segments is eliminated, in this way the computational load can be controlled.
A titre d'exemple, on détermine un tel niveau de seuil de sorte qu'on élimine 50% de segments de signal à chaque étape d'analyse des portions décodées. By way of example, such a threshold level is determined so that 50% of signal segments are eliminated at each analysis step of the decoded portions.
Puis, on extrait une seconde portion 52 des segments de signal conservés, sur laquelle on réalise les étapes de décodage et d'analyse. Then, a second portion 52 of the stored signal segments is extracted, on which the decoding and analysis steps are carried out.
Ainsi, on peut désentrelacer la portion 52 des segments de signal conservés comme décrit précédemment pour la portion 51 en référence à la figure 5. Puis, on désembrouille les blocs 53 ainsi obtenus, comme cela est décrit précédemment en référence à la figure 6. Thus, it is possible to deinterlace the portion 52 of the signal segments stored as described above for the portion 51 with reference to FIG. 5. Then, the blocks 53 thus obtained are descrambled, as described previously with reference to FIG.
On réalise alors 8192 fois l'opération de désembrouillage sur des blocs de taille 128, relativement aux portions 52 des segments de signal conservés. The descrambling operation is then carried out 8192 times on blocks of size 128 relative to the portions 52 of the stored signal segments.
Lorsque N est égal à 2, à ce stade, les segments de signal conservés ont été décodés dans leur ensemble, puisque les étapes de désentrelacement et de désembrouillage ont été réalisées sur les deux portions 51 et 52 des segments de signal conservés. When N is 2, at this point, the retained signal segments have been decoded as a whole, since the deinterleaving and descrambling steps have been performed on both portions 51 and 52 of the retained signal segments.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on additionne les éléments 71 relatifs à la portion 51 et les éléments 71 respectifs relatifs à la portion 52, d'un même segment de signal conservé, pour obtenir des séquences estimées d'éléments sommés. Cette opération a pour but d'augmenter le rapport signal sur bruit relatif à chacun des éléments 71. In a preferred embodiment of the invention, the elements 71 relating to the portion 51 and the respective elements 71 relating to the portion 52, of the same conserved signal segment, are added to obtain estimated sequences of summed elements. . This operation is intended to increase the signal-to-noise ratio relative to each of the elements 71.
On peut ainsi éliminer à nouveau des segments de signal sur la base des séquences estimées d'éléments sommés. It is thus possible to eliminate signal segments again on the basis of the estimated sequences of summed elements.
Dans le cas où le nombre N est supérieur à 2, on réitère le cycle des opérations de désentrelacement et de désembrouillage successivement sur les portions suivantes des segments de signal conservés. In the case where the number N is greater than 2, the cycle of deinterleaving and descrambling operations is reiterated successively on the following portions of the conserved signal segments.
De préférence, après l'étape de décodage de la dernière portions des segments de signal conservés, on calcule alors une corrélation entre les séquences estimées des éléments sommés et la séquence de symboles numériques à détecter. Sur la base d'une telle corrélation, on élimine des segments de signal pour lesquels on décide que la séquence de symboles numériques n'est pas détectée. Ainsi, les segments conservés à l'issue de ces opérations correspondent à des segments dans lesquels une séquence de symboles numériques a été détectée. Preferably, after the step of decoding the last portion of the stored signal segments, a correlation is then calculated between the estimated sequences of the summed elements and the sequence of digital symbols to be detected. On the basis of such a correlation, signal segments are eliminated for which it is decided that the sequence of digital symbols is not detected. Thus, the segments retained at the end of these operations correspond to segments in which a sequence of digital symbols has been detected.
On est alors en mesure de déterminer si un accès issu de la séquence de symboles numériques est présent ou non dans le signal reçu sur le canal radio écouté pendant la période d'observation. Si un accès est détecté, on détermine également le décalage temporel qui lui est affecté. It is then possible to determine whether an access from the digital symbol sequence is present or not in the signal received on the radio channel listened to during the observation period. If an access is detected, the time offset assigned to it is also determined.
Il peut être avantageux de réaliser le calcul de corrélation après chaque étape de décodage, afin d'éliminer des segments sur la base de cette corrélation. It may be advantageous to perform the correlation calculation after each decoding step, in order to eliminate segments based on this correlation.
On peut encore réaliser le calcul de corrélation seulement après le décodage de la dernière portion des segments de signal conservés, comme décrit dans les sections précédentes. The correlation calculation can only be performed after decoding the last portion of the retained signal segments, as described in the previous sections.
Une telle corrélation est généralement réalisée en utilisant une transformée rapide d'Hadamard. La présente description ne détaille pas ce type d'opération bien connue de l'homme du métier. Such a correlation is generally achieved using a fast transform of Hadamard. The present description does not detail this type of operation well known to those skilled in the art.
Un tel procédé de détection d'accès aléatoire peut aisément et 5 efficacement être mis en oeuvre dans une station de base d'un réseau de radiocommunication cellulaire. Such a random access detection method can easily and effectively be implemented in a base station of a cellular radio network.
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2004
- 2004-10-26 FR FR0411402A patent/FR2877168B1/en not_active Expired - Fee Related
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