CN101198152A - 随机接入方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种随机接入方法，包括移动台读取小区的下行同步信息和广播信息后，选择一定长度的随机接入信道发送接入序列。本发明还涉及一种随机接入系统，包括：移动台，用于读取小区的下行同步信息和广播信息，并选择一定长度的随机接入信道发送接入序列；基站，与所述移动台通过网络相连接，用于发送下行同步信息和广播信息，并接受移动台发送的接入序列。因此，本发明随机接入方法和系统实现了移动台按照随机接入信道的时频分布图案种选择的随机接入信道发送接入序列。可以保证接入性能，并联合频率、时间资源设计RACH分布图案，考虑各种图案之间的规律变化，获得最大的时间、频率分集效果。

Description

随机接入方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种随机接入方法和系统。

背景技术

随机接入是移动通信中物理层过程重要的一步，它是在建立下行同步之后由移动台发起的获取上行同步并申请资源分配的过程，是移动台发起通信的第一步。

移动台在获取下行同步后，通过小区广播消息获知小区内所有可用的接入序列，然后在资源池中随机选择一个序列在上行随机接入信道上发送，以获取上行同步和请求资源分配的过程。如果基站成功检测出该序列并为该移动台分配资源后，移动台就成功接入系统，反之，若接入过程中因某种原因使得移动台最终无法获取资源，则接入失败，移动台等待一个随机的时间之后再次发起接入试探。

实际通信系统中移动台往往是一个功率受限的发射机(即总发射功率是一定的)，当小区覆盖范围变大时，为了保证处在小区边缘的移动台发射的接入序列能够被基站成功检测出，必须加长接入序列使其总能量变大更易于被检测出。相应的，作为接入序列的物理承载，随机接入信道(Random AccessChannel，RACH)也要增长以容纳增长后的接入序列。

在目前的通信方法和通信系统中，通常一个小区只有一种长度的接入信道(序列)。如果网络内存在覆盖范围相差较大的小区时，覆盖范围较大的小区内只有单一的长RACH信道和长接入序列。这样的系统设计相对简单，但是不利于充分利用系统的时频资源，因为覆盖较大的小区内不仅有距离基站较远的移动台，同时也存在一定比例距离基站较近的移动台，这些移动台使用较短的序列就可以满足接入的需求，这样就造成了RACH信道的浪费，当小区内距离基站较近的移动台所占比例较大时，这种浪费就更加明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种随机接入方法和系统，以实现移动台按照随机接入信道的时频分布图案选择的随机接入信道发送接入序列。

为实现上述目的，本发明提供了一种随机接入方法，包括以下步骤：

移动台读取小区的下行同步信息和广播信息后，选择一定长度的随机接入信道发送接入序列。

本发明还提供了一种随机接入系统，包括：

移动台，用于读取小区的下行同步信息和广播信息，并选择一定长度的随机接入信道发送接入序列；

基站，与所述移动台通过网络相连接，用于发送下行同步信息和广播信息，并接受移动台发送的接入序列。

因此，本发明的随机接入方法和系统，实现了移动台按照随机接入信道的时频分布图案种选择的随机接入信道发送接入序列。可以保证接入性能，并联合频率、时间资源设计RACH分布图案，考虑各种图案之间的规律变化，获得最大的时间、频率分集效果。

附图说明

图1为本发明随机接入系统实施例的结构示意图；

图2为本发明随机接入方法实施例1的流程图；

图3为本发明随机接入方法实施例1的可变长度接入信道分布模型示意图；

图4为本发明随机接入方法实施例2的可变长度接入信道分布模型示意图；

图5为本发明随机接入方法实施例3的发送接入序列的流程图；

图6为本发明随机接入方法实施例3的第一信令图；

图7为本发明随机接入方法实施例3的第二信令图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明技术方案进行详细说明。

如图1所示，为本发明随机接入系统实施例的结构示意图，包括：移动台1，用于读取小区的下行同步信息和广播信息，并选择一定长度的随机接入信道发送接入序列；基站2，与所述移动台1通过网络3相连接，用于发送下行同步信息和广播信息，并接受移动台发送的接入序列。

实施例1

如图2所示，为本发明随机接入方法实施例1的流程图，具体方法如下：

步骤201，在移动台接入时，移动台首先读取小区的下行同步信息和广播信息，以获取下行同步、所有可用的接入序列和各种长度的随机接入信道的时频分布图案以及各个时刻对应的随机接入信道时频图案；

如图3所示，为本发明随机接入方法实施例1的可变长度接入信道分布模型示意图，假设一个小区覆盖范围是2M公里，需要长度为2K的接入序列，根据分布模型本小区的50％左右的移动台分布在距离基站M公里的范围之内，这些移动台只需要长度为K的接入序列即可以成功接入，本小区的随机接入信道被分为两种：长的接入信道，可以满足小区所有移动台的接入需求；短的接入信道和接入序列，是长的接入信道长度的一半，可以满足距离基站M公里内的移动台接入，系统约定距离基站M公里之内的移动台优先使用短的接入信道，而距离基站[M，2M]公里的移动台使用长的接入信道，根据分布模型小区内50％的移动台分布在距离基站M公里的范围内，所以图中短的接入信道占全部的50％，而长的接入信道节省的时频资源可以用作其他数据的传输以降低小区用于随机接入的开销；图中短的接入信道所节省的时频资源可以用于数据传输，并且该数据与接入序列不相关；

步骤202，移动台根据自己的位置选择长度合适的随机接入信道发送接入序列；移动台是根据接收到的下行导频信号计算得知路径损耗，来判断自己相对于基站的位置的；

步骤203，如果移动台在第一阈值时间内没有接收到基站的反馈信息，则判断接入失败，然后随机再次发送接入序列执行步骤202；如果移动台在第一阈值时间接收到基站的反馈信息，则获取时频资源接入成功。

因为移动台分布模型描绘的是小区内移动台分布的统计特性，系统在某些极限情况会出现距离基站较近的移动台突然增多，超过了规划的数量，这时当移动台仍优先使用较短的接入信道进行发送接入序列接入试探，当超过第二阈值时间仍然失败时，移动台会跳转到较长的接入信道发送接入序列进行接入试探，这种机制可以保证小区内的移动台无论出现何种极端分布，都可以在预定的接入概率下正常接入。

因此，该方法在设计随机接入信道数量时充分考虑了小区内移动台分布模型，既节省了接入开销，同时保证了移动台接入性能不受损失。

实施例2

上述实施例中，是根据移动台分布优化设计了随机接入信道的比例，既节省了系统用于接入的开销，同时又保证了移动台的接入性能不受损失，但是该方法中各种长度的随机接入信道分布图案比较随机，没有充分考虑时间和频率分集的排列方式。

如图4所示，为本发明随机接入方法实施例2的可变长度接入信道分布模型示意图，是考虑了时频分集的随机接入信道图案，其中短的序列约为60％，长的接入序列为40％，短的接入信道所节省的时频资源可以用于数据传输，并且该数据与接入序列不相关；图中不同长度的序列尽量交叉分布，以获得频率分集增益，同时为了使得各种长度的随机接入信道在频域遍历，相邻的随机接入信道图案采用了跳频的方式。

当移动台的某次发送接入序列试探发生错误时，在避让某段时间之后采用别的频段上的信道接入，这样使得该移动台的多次接入之间频带相互独立，彼此之间具有频率分集的效果。

实施例3

实施例1的步骤202，是基于移动台地理位置选择不同长度的随机接入信道的，但是实际系统中由于移动信道传播环境的复杂性，移动台的地理位置往往非常难以判断，这使得上述方法不够准确。实际上，移动台接入序列的长度(能量)和移动台相对于基站的路径损耗是直接相关的，所以以移动台的路径损耗为依据选择接入序列的等级将会更加准确。

如图5所示，为本发明随机接入方法实施例3的发送接入序列的流程图，包括如下步骤：

步骤501，移动台首先获取下行同步信息和广播信息，以获取下行同步、所有可用的接入序列和各种长度的随机接入信道的时频分布图案；

步骤502，移动台根据接收到的下行导频信号计算得知路径损耗；然后直接根据路径损耗选择相应长度的随机接入信道并发送接入序列进行接入尝试。

因此这种方法以路径损耗为接入序列选取依据，使得选择更加准确。

该实施例的随机接入信道结构由基站以信令形式通过广播发送，移动台在接收广播消息中获得该信令，如图6所示，为本发明随机接入方法实施例3的第一信令图，分为三个部分：

第一部分：小区支持随机接入信道种类数，每种方案都对应一个默认的接入信道分布图案；

第二部分：对第一部分表示的随机接入信道默认配置进行微调，调整具体的信道比例；

第三部分：决定各种随机接入信道分布图案跳频状态；

各部分具体的比特数根据实际方案有关，当小区中有三种长度的随机接入信道时，信令设计可以采用如下方法：

第一部分：00：一种接入信道；01：两种接入信道，方案A；10：两种接入信道，方案B；11三种接入信道，每种方案都对应默认的接入信道图案；

第二部分：1～2比特，对第一部分的默认图案进行微调；

第三部分：1～2比特，每一种接入信道类型内部图案变换。

如图7所示，为本发明随机接入方法实施例3的第二信令图，该信令分为两个部分，即没有上述第二部分：对第一部分表示的随机接入信道默认配置进行微调。只有第一部分：小区支持随机接入信道种类数，每种方案都对应一个默认的接入信道分布图案；和第三部分：决定各种随机接入信道分布图案跳频状态。

根据本发明具体实施例所提供的方法可以保证接入性能，并联合频率、时间资源设计RACH分布图案，考虑各种图案之间的规律变化，可以获得最大的时间、频率分集效果。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种随机接入方法，其特征在于包括以下步骤：

移动台读取小区的下行同步信息和广播信息后，选择一定长度的随机接入信道发送接入序列。

2.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于所述移动台读取小区的下行同步信息和广播信息具体为：移动台读取小区的下行同步信息和广播信息，获取下行同步、所有可用的接入序列和各种长度的随机接入信道的时频分布图案以及各个时刻对应的随机接入信道时频图案。

3.根据权利要求2所述的随机接入方法，其特征在于所述选择一定长度的随机接入信道发送接入序列具体为：移动台根据自己的位置选择长度合适的随机接入信道发送接入序列。

4.根据权利要求3所述的随机接入方法，其特征在于所述移动台根据自己的位置选择长度合适的随机接入信道发送接入序列具体为：移动台根据接收到的下行导频信号计算得知路径损耗，判断该移动台当前相对于基站的位置，根据当前位置选择长度合适的随机接入信道发送接入序列。

5.根据权利要求2所述的随机接入方法，其特征在于所述选择一定长度的随机接入信道发送接入序列具体为：移动台根据接收到的下行导频信号计算得知路径损耗；根据路径损耗选择相应长度的随机接入信道并发送接入序列。

6.根据权利要求2所述的随机接入方法，其特征在于所述移动台发送接入序列后，还包括：如果移动台在第一阈值时间没有接收到基站的反馈信息，则判断接入失败，随机再次发送接入序列；如果移动台在第一阈值时间接收到基站的反馈信息，则获取时频资源接入成功。

7.根据权利要求6所述的随机接入方法，其特征在于如果移动台接入失败后继续随机发送接入序列达到第二阈值时间仍然失败，则移动台跳转到较长的接入信道发送接入序列。

8.根据权利要求2、3、4或5所述的随机接入方法，其特征在于所述随机接入信道的时频分布图案中不同长度的序列交叉分布。

9.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于所述随机接入信道的时频分布图案中相邻的随机接入信道图案为跳频的方式。

10.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于所述移动台发送接入序列后，还包括：当移动台发送接入序列发生错误后，在其他频段上进行信道接入。

11.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于随机接入信道结构由基站以信令形式通过广播发送，移动台在接收广播消息中获得该信令，该信令包括小区支持随机接入信道种类数，对应的默认的接入信道分布图案；和决定各种随机接入信道分布图案的跳频状态。

12.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于随机接入信道结构由基站以信令形式通过广播发送，移动台在接收广播消息中获得该信令，该信令包小区支持随机接入信道种类数，对应的默认的接入信道分布图案；所述随机接入信道默认配置进行的微调；和决定各种随机接入信道分布图案的跳频状态。

13.一种随机接入系统，其特征在于包括：

移动台，用于读取小区的下行同步信息和广播信息，并选择一定长度的随机接入信道发送接入序列；

基站，与所述移动台通过网络相连接，用于发送下行同步信息和广播信息，并接受移动台发送的接入序列。

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