CN101106409A - 对前向接入信道fach进行赋形的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将随机接入信道RACH与前向接入信道FACH对应，利用对RACH进行测量时得到的赋形信息对FACH数据进行赋形发送的方法，解决了不能对FACH数据进行赋形发送从而不能充分利用智能天线的优点的技术缺陷。基站在接收用户设备UE通过RACH发来的随机接入请求时，对RACH进行测量，并将赋形信息和RACH数据一起上报给RNC，RNC再将赋形信息同FACH数据一起下发给基站，基站应用该赋形信息给UE赋形发送FACH数据。通过应用本发明，充分利用了智能天线的优点，在获得较大的赋形增益的同时抑止了干扰，从而提高了整个系统的效率。

Description

对前向接入信道FACH进行赋形的方法

技术领域

本发明涉及一种对FACH赋形的方法，特别涉及一种将随机接入信道(RandomAccess Channel，RACH)与前向接入信道(Forward Access Channel，FACH)对应，利用对RACH进行测量时得到的赋形信息对FACH数据进行赋形发送的方法。

背景技术

在TD-SCDMA系统中，随机接入信道RACH和前向接入信道FACH都是公共信道，为小区内所有用户公共使用。RACH主要用于用户设备(User Equipment，UE)发送上行随机接入请求信息，FACH用于回应UE的随机接入请求，网络侧通过FACH，将针对某个UE的一些信令或数据信息如RRC链接建立消息，无线链路承载(RadioBearer，RB)建立消息或业务数据发送给该UE。

当用户需要建立一个业务链接时，首先需要通过随机接入过程，与网络侧进行同步，并向网络发送随机接入请求。目前随机接入请求信息通过随机接入信道RACH传输，即终端将自己的随机接入请求信息通过RACH发送到基站，基站进行译码处理后发送给无线网络控制器RNC。当基站通过RACH接收UE发送的随机接入请求时，可以对上行RACH进行测量，获得UE发送信号的有关上行赋形信息，如信号到达方向(ANGLE OF ARRIVAL，AOA)等信息，当基站给这个UE发送下行数据时，就可以利用这个上行赋形信息，对承载下行数据的信道如FACH进行赋形。然而，由于协议的不完备，在目前的系统中，基站在通过RACH接收数据和通过FACH发送数据时，无法获知承载某个UE信息的RACH和FACH的对应关系，因此也就无法利用上行接收RACH时所测量的UE的赋形信息，并在下行方向上对FACH进行赋形，所以在目前的实现中，针对FACH，都是进行全向发射，无法针对每一接入UE的FACH进行赋形。

对FACH进行全向发射不仅没有充分利用智能天线的优点，而且还会对系统产生较大的干扰，导致覆盖不足、网络接入成功率低、系统容量减小、网络服务质量变差等诸多不好的结果。

发明内容

本发明的目的是提出了一种对FACH进行下行赋形的方法，以解决由于对FACH进行全向发射所带来的种种技术缺陷。本发明提出如下技术方案：

一种对前向接入信道FACH进行赋形的方法，包括如下步骤：

步骤一、基站对随机接入信道RACH进行测量后将所测得的上行赋形参数转换为赋形特征字段；

步骤二、基站将所述赋形特征字段及RACH数据上报给无线网络控制器RNC；

步骤三、RNC将所述赋形特征字段及FACH数据下发给基站；

步骤四、基站将所述赋形特征字段转换为下行赋形矢量后对FACH数据进行赋形发送。

更进一步地，步骤一中，还包括一个基站对上行导频信道UpPTS进行测量的步骤，基站将对UpPTS进行测量的结果数据与对RACH进行测量的结果数据组合后产生所述的上行赋形参数。

更进一步地，步骤二中，基站使用如下步骤上报所述赋形特征字段：

步骤1、将所述赋形特征字段与所述RACH数据组合成上报接口协议数据帧；

步骤2、将所述组合后的上报接口协议数据帧发送给RNC。

更进一步地，基站向RNC上报RACH数据时使用Iub接口，在所述上报接口协议数据帧的扩展字段内存放所述赋形特征字段。

更进一步地，步骤三中，RNC使用如下步骤下发所述赋形特征字段：

步骤1、从所述上报接口协议数据帧中提取出所述赋形特征字段；

步骤2、将所述赋形特征字段与所述的FACH数据组合成下发接口协议数据帧；

步骤3、将所述组合后的下发接口协议数据帧下发给基站。

更进一步地，RNC向基站下发FACH数据时使用Iub接口，在所述下发接口协议数据帧的扩展字段内存放所述赋形特征字段。

更进一步地，步骤四中，当下行需要多个传输时间间隔的FACH数据帧才能把全部FACH数据发送完时，基站使用相同的下行赋形矢量对FACH数据进行赋形发送。

更进一步地，步骤四中，基站通过如下步骤将赋形特征字段转换为下行赋形矢量：

步骤A、首先将所述的赋形特征字段转换为所述上行赋形参数；

步骤B、将上行赋形参数进行赋形处理后得到下行赋形矢量。

更进一步地，步骤一中，基站在将所测得的上行赋形参数转换为赋形特征字段的步骤中还包括如下的映射步骤：

步骤A、在基站本地的赋形信息表中获取所述上行赋形参数对应的索引号；

步骤B、基站将所述索引号转换成所述赋形特征字段；

相应的在步骤四中，还包括如下反向映射步骤：

步骤A、基站首先将所述赋形特征字段转换成所述索引号；

步骤B、根据所述索引号基站在本地赋形信息表中获取所述上行赋形参数；

基站在获取到所述上行赋形参数后经过赋形处理得到下行赋形矢量。

更进一步地，步骤一中，基站通过如下步骤将所测得的上行赋形参数转换为赋形特征字段：

步骤A、将所述上行赋形参数进行赋形处理后得到下行赋形矢量；

步骤B、将所述下行赋形矢量转换成赋形特征字段。

更进一步地，如前述步骤B中，在将所述下行赋形矢量转换成赋形特征字段步骤中还包括如下的映射步骤：

步骤①、基站在本地的赋形信息表中获取所述下行赋形矢量对应的索引号；

步骤②、基站将所述索引号转换成所述赋形特征字段；

相应的在步骤四中，还包括如下反向映射步骤：

步骤①、基站首先将所述赋形特征字段转换成所述索引号；

步骤②、根据所述索引号基站在本地赋形信息表中获取对应的下行赋形矢量；

基站使用该下行赋形矢量对FACH数据进行赋形发送。

通过使用本发明所揭示的方法，将上行的赋形信息应用于下行FACH数据的赋形发送，充分利用了智能天线的优点，能获得较大的赋形增益，同时抑止了干扰，从而提高了整个系统的效率。

附图说明

图1为本发明所揭示的处理流程图；

图2为本发明所揭示的基站上报RACH数据时使用的数据帧格式；

图3为本发明所揭示的RNC下发FACH数据时使用的数据帧格式。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

如图1所述，本发明从整体上可以分为4个大的步骤；

步骤1、基站在检测接收UE通过随机接入信道RACH发来的随机接入请求时，对所述RACH进行测量从而获得上行赋形参数，然后将上行赋形参数转换为赋形特征字段；

智能天线对信道进行赋形可以使用多种算法，如基于特征值EBB赋形算法；基于栅格扫描的GOB赋形算法。

对于EBB赋形算法，所测得的上行赋形参数为表征信道方向特性的特征矢量。

对于GOB赋形算法，可以通过扫描上行信号测得信号方向角特征(如获得AOA)，所说的方向角可以是绝对角度或天线阵的相对角度。

以TD-SCDMA系统为例，基本的随机接入过程为：UE首先在上行导频信道UpPTS上发送SYNC_UL码，基站检测到UE发送的SYNC_UL码后通过快速物理接入信道FPACH给UE发送物理层的回应信息，FPACH上的回应信息主要包括期望的物理随机接入信道PRACH的发送功率以及基站接收到UE发送的SYNC_UL码的位置等，UE收到基站从FPACH信道发送的回应信息后，才开始发送通过RACH信道发送接入请求信息。因此在基站测量赋形信息时，可以单独对RACH进行测量从而获得上行赋形参数，也可以将对UpPTS信道的测量信息和对RACH的测量信息组合起来产生上行赋形参数。

赋形特征字段由基站测得的上行赋形参数转换而来，转换的方式可以是以下几种：

第一种是直接将上行赋形参数转换成赋形特征字段：对于这种方式，基站在对FACH进行赋形发送的时候，首先从赋形特征字段中取出上行赋形参数，然后通过赋形处理后才能得到下行赋形矢量。

赋形处理是指依据相应的赋形算法获得与赋形算法对应的下行赋形矢量的过程。

第二种是首先基站将所获得的上行赋形参数进行赋形处理获得下行赋形矢量，然后再将下行赋形矢量转换成赋形特征字段。

第三种是首先将上行赋形参数或经过赋形处理后的下行赋形矢量映射为一个索引号，然后将索引号组织成赋形特征字段。基站本地根据不同的上行赋形参数或下行赋形矢量建立有一个赋形信息表，赋形信息表包含有索引号与上行赋形参数或下行赋形矢量的一一对应关系，基站通过映射操作将所测得的上行赋形参数或下行赋形矢量映射为索引号。建立赋形信息表及映射的主要目的是减少在Iub接口间传输的字节数，这样虽然增加了基站的操作但可以节省传输带宽。

步骤2、基站在将UE发送的RACH数据上报给RNC时将赋形特征字段一同上报给RNC；

基站对UE发送的RACH数据进行译码处理，并把测量所得的赋形信息与译码数据一起组成上报接口协议数据帧(Iub RACH数据帧，如附图2所示)后上报给RNC。

步骤3、RNC在FACH数据发送给基站时，将所述赋形特征字段一同下发给基站；

RNC收到RACH数据后，通过判断处理，允许用户接入后，会通过基站使用FACH信道将相关信令或数据发送给UE。FACH数据首先通过Iub接口发送到基站，由基站完成下行的编码、映射和调制加扰后再发送给UE。RNC在将FACH数据发送给基站时，需要从接收到的上报接口协议数据帧中，提取出基站上报的赋形特征字段，并将其与FACH数据组合成下发接口协议数据帧(Iub FACH数据帧，如附图3所示)中，一起发送给基站。

步骤4、基站将所述赋形特征字段转换为下行赋形矢量后对FACH数据进行赋形发送。

基站在收到FACH数据帧后，将数据和相应的赋形特征字段提取出来，将赋形特征字段转换成下行赋形矢量，在对FACH数据信息进行编码映射、调制加扰后，使用下行赋形矢量进行赋形发送。

赋形特征字段到下行赋形矢量的转换步骤根据情况有几种方式：

如果赋形特征字段直接由下行赋形矢量转换而来，则直接从赋形特征字段获取下行赋形矢量。

如果赋形特征字段由上行赋形参数转换而来，则需先转换为上行赋形参数，然后经过赋形处理后获得对应的下行赋形矢量；

如果赋形特征字段由索引号转换而来，则需先根据索引号在基站本地的赋形信息表中获取到对应的上行赋形参数或下行赋形矢量；如果赋形信息表中存储的是上行赋形参数，则还需经过赋形处理后才能获得对应的下行赋形矢量。

当在随机接入时，针对同一UE同一次RACH数据，当下行需要多个传输时间间隔(TTI)的FACH数据帧才能把相关的信令或数据发送完时，这些TTI的FACH数据使用同一个下行赋形矢量进行赋形发送。

为了方便赋形信息在RNC和基站之间的传输，同时兼容现有的协议版本和实现，本发明对现有的基站向RNC发送RACH数据的上报接口协议数据帧结构和RNC向基站发送的FACH数据的下发接口协议数据帧结构进行了修改，具体修改方式如图2和图3所示，即把赋形相关的信息放在Iub RACH数据帧和Iub FACH数据帧中扩展字段上。若赋形信息为AOA相关信息则总共有16比特位，占用扩展字段两个字节。

附图中，一个数据帧一般会由多个传输块组成，每一传输块又由多个字节组成。附图中为表示方便采用了省略画法。在图中第一个传输块之间的省略号代表第一个传输块中间的若干字节。第一个传输块与最后一个传输块之间的省略号代表中间的若干个传输块。当赋形信息由多个字节组成时，其在数据帧中的方式如图2及图3所示，赋形信息中的省略号代表中间的若干个字节。有关RACH数据帧和FACH数据帧的整体框架结构是公知的及确定的，在目前3GPP的规范中有明确定义，可以参考3GPP TS25.435。

本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种对前向接入信道FACH进行赋形的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、基站对随机接入信道RACH进行测量得到上行赋形参数并将其转换为赋形特征字段；

步骤二、基站将所述赋形特征字段及RACH数据上报给无线网络控制器RNC；

步骤三、RNC将所述赋形特征字段及FACH数据下发给基站；

步骤四、基站将所述赋形特征字段转换为下行赋形矢量后对FACH数据进行赋形发送。

2.如权利要求1所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤一中，还包括一个基站对上行导频信道UpPTS进行测量的步骤，基站将对UpPTS进行测量的结果数据与对RACH进行测量的结果数据组合后产生所述的上行赋形参数。

3.如权利要求1所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤二中，基站使用如下步骤上报所述赋形特征字段：

步骤1、将所述赋形特征字段与所述RACH数据组合成上报接口协议数据帧；

步骤2、将所述组合后的上报接口协议数据帧发送给RNC。

4.如权利要求3所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，基站向RNC上报RACH数据时使用Iub接口，在所述上报接口协议数据帧的扩展字段内存放所述赋形特征字段。

5.如权利要求3所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤三中，RNC使用如下步骤下发所述赋形特征字段：

步骤1、从所述上报接口协议数据帧中提取出所述赋形特征字段；

步骤2、将所述赋形特征字段与所述的FACH数据组合成下发接口协议数据帧；

步骤3、将所述组合后的下发接口协议数据帧下发给基站。

6.如权利要求5所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，RNC向基站下发FACH数据时使用Iub接口，在所述下发接口协议数据帧的扩展字段内存放所述赋形特征字段。

7.如权利要求1所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤四中，当下行需要多个传输时间间隔的FACH数据帧才能把全部FACH数据发送完时，基站使用相同的下行赋形矢量对FACH数据进行赋形发送。

8.如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤四中，基站通过如下步骤将赋形特征字段转换为下行赋形矢量：

步骤A、首先将所述的赋形特征字段转换为所述上行赋形参数；

步骤B、将上行赋形参数进行赋形处理后得到下行赋形矢量。

9.如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤一中，基站在将所测得的上行赋形参数转换为赋形特征字段的步骤中还包括如下的映射步骤：

步骤A、在基站本地的赋形信息表中获取所述上行赋形参数对应的索引号；

步骤B、基站将所述索引号转换成所述赋形特征字段；

相应的在步骤四中，还包括如下反向映射步骤：

步骤A、基站首先将所述赋形特征字段转换成所述索引号；

步骤B、根据所述索引号基站在本地赋形信息表中获取所述上行赋形参数；

基站在获取到所述上行赋形参数后经过赋形处理得到下行赋形矢量。

10.如权利要求1至7中任意一项权利要求所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤一中，基站通过如下步骤将所测得的上行赋形参数转换为赋形特征字段：

步骤A、将所述上行赋形参数进行赋形处理后得到下行赋形矢量；

步骤B、将所述下行赋形矢量转换成赋形特征字段。

11.如权利要求10所述的对FACH进行赋形的方法，其特征在于，步骤B中，在将所述下行赋形矢量转换成赋形特征字段步骤中还包括如下的映射步骤：

步骤①、基站在本地的赋形信息表中获取所述下行赋形矢量对应的索引号；

步骤②、基站将所述索引号转换成所述赋形特征字段；

相应的在步骤四中，还包括如下反向映射步骤：

步骤①、基站首先将所述赋形特征字段转换成所述索引号；

步骤②、根据所述索引号基站在本地赋形信息表中获取对应的下行赋形矢量；

基站使用该下行赋形矢量对FACH数据进行赋形发送。

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