CN101267245B - 时分同步码分多址系统中提高上行同步检测效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种时分同步码分多址系统中提高上行同步码检测效率的方法，网络高层向终端配置小区随机接入时的接入业务等级和同步码及上行导频信道UpPCH子信道的对应信息，向节点B配置上行导频信道UpPCH子信道和对应的同步码信息；终端在自身接入业务等级对应的子信道上发送对应的上行同步码，向节点B发起上行同步过程；节点B根据系统子帧号确定UpPCH子信道号，在一个子帧的上行导频时隙UpPTS只检测该UpPCH子信道内允许发射的上行同步码。本发明通过改进高层配置，使NodeB明确需要检测的同步码个数及具体的同步码序列，减少了检测时延和误判的可能性，改进了检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及时分同步码分多址系统(TD-SCDMA)中的上行同步技术。
背景技术
TD-SCDMA技术是第三代移动通信系统的主要技术之一，TD-SCDMA系统上行链路中，多个UE(User Equipment，用户终端)可以同时向NodeB(节点B，即基站)发送信号，为防止各终端间信号的相互干扰，需要针对各UE进行上行同步控制，保证他们的信号同时到达NodeB。
TD-SCDMA的无线帧中包含2个子帧，每个子帧中除了常规时隙外，还包含3个特殊时隙，分别是下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)、上行导频时隙(UpPTS)，其中UpPTS就是为上行同步而设计的，在用户开机之后，首先检测DwPTS时隙建立下行同步，然后通过UpPTS时隙进行上行同步。
上行同步的建立在随机接入过程中完成，涉及上行导频信道(UpPCH)、快速物理接入信道(FPACH)和物理随机接入信道(PRACH)。上行导频信道(UpPCH)是UpPTS时隙中用于发送上行同步码(SYNC_UL)的信道。用户终端首先在UpPTS时隙发送上行同步码，如果基站成功的检测到该用户的上行同步码SYNC_UL，就会通过相应的快速物理接入信道(FPACH)下发确认，同时带上定时偏移值，用户根据该定时偏移值调整上行发送时间，在物理随机接入信道(PRACH)上发送初始接入请求消息。如果基站没有检测到该用户发送的SYNC_UL或者检测到1个以上的用户发送了同样的SYNC_UL，基站不会向该用户发送确认，用户将重新尝试发起上行同步。
目前一个小区共有8个上行同步码，编号从0到7，在小区建立时会确定小区使用的8个同步码，即确定该小区使用的一个同步码组。为了减少同步码发送冲突，系统从时序上将UpPCH分成M个子信道，编号从0到M-1，各无线帧的子帧中UpPCH子信道号的确定按(SFN’mod M)计算得到，其中，SFN’是系统无线帧中的子帧号，即计算返回返回系统子帧号对小区中UpPCH子信道个数的模，作为子信道号。M值可以为1、或2、或4、或8，由网络高层配置。如图1是系统配置4个UpPCH子信道时的情况，即M＝4，四个UpPCH子信道分别为UpPCH子信道0、1、2、3。图1的实例中显示了连续的4个子帧，即2个无线帧，显示的系统子帧号包括0-3，共四个子帧。图1中阴影部分表示UpPTS时隙，每一子帧中除UpPTS时隙外，还包括TS0-TS6的7个时隙。
终端通过小区广播消息获知本小区同步码相关的信息，这些信息包含在系统信息块(SIB，System Information Block)5和6中的随机接入资源相关的信息单元中，其结构如图2所示，其中“N”表示在一个小区中最多可配置的随机接入资源实例数，目前N为16。
如图2所示在每一个配置实例下有多个信息单元，其中：
(1)“PRACH info”，是随机接入物理信道资源信息，
其中的“SYNC_UL info”是上行同步码信息，其下面的“SYNC_UL codesbitmap”是上行同步码比特映射，用8比特映射的方式表示该配置实例可用的上行同步码(小区一共有8个上行同步码)；
其中的“PRACH Definition”是随机接入物理信道组定义，最多可定义8组，每组下面进一步定义了最多4条PRACH(物理随机接入信道)信道描述和一条FPACH(快速物理接入信道)信道描述；
(2)“AC-ASC mapping”中，AC是终端的接入类别，ASC是接入业务等级(共有0-7级，0为最高优先级)，用于终端根据USIM(通用用户识别模块)中的AC导出ASC；
(3)“PRACH Partition”，是随机接入物理信道分割信息，给出了各ASC对应的可用同步码和可用UpPCH子信道，
其中的“Available SYNC_UL codes indices”是可用上行同步码索引，它是“SYNC_UL info”中定义的可用同步码的索引；
其中的“Available Subchannels”是可用的UpPCH子信道。
终端根据待传送的数据特性选择随机接入资源配置实例，从配置实例中获得自身接入业务等级ASC对应的可用SYNC_UL码和可用UpPCH子信道信息，然后可以在相应的子信道上发送对应的SYNC_UL码，发起上行同步过程。
RNC(无线网络控制器)通过NBAP(NodeB应用部分)协议中的公共传输信道建立过程，为NodeB配置小区的随机接入信道资源。信息单元如图3所示(可参考3GPP(第三代移动通信伙伴组织)TS25.433协议)，其中可以配置多条PRACH物理信道和0-1条FPACH信道，图3中的“PRACH信道描述”除了描述PRACH物理信道外，还给出了相应的传输信道信息，主要是传输格式信息。可以通过多次公共传输信道建立过程配置更多随机接入资源，由RNC确保节点B的PRACH/FPACH信道配置和系统信息中的信道配置保持一致，但UpPCH子信道及同步码配置相关的信息并没有发送给NodeB。
NodeB在UpPTS检测窗口内检测上行同步码时，将小区中的8个同步码序列分别与接收信号进行相关运算，并通过判决技术确定接收的同步码序列，如果有多于1个以上的用户发送了同样的同步码，那么NodeB认为是冲突而不发送确认信息。同步码的检测可以从天线信号接收、相关运算、判决等多个环节来提高性能，以下文献介绍了关于同步码分多址系统中上行同步码检测的现有技术：
公开号为CN1595835A的中国专利“一种提高同步检测精度的方法与装置”；公开号为CN1829117A的中国专利“一种基于智能天线的随机接入检测方法”；公开号为CN1744466A的中国专利“时分码分多址系统中提高同步检测性能的方法和装置”。
NodeB在一个UpPTS时隙中需要对小区中的8个同步码分别进行检测判决，同步码的检测判决涉及到数字信号处理技术，在现有DSP技术中，只能使用串行技术对8个同步码分别进行检测判断；对于FPGA和ASIC，一般使用串行技术，因为并行度是以提高硬件的复杂度来实现的。串行技术使得同步码检测占用NodeB一定的处理时间。另外，同步码的长度有限，同步码之间的相关性并不是完美正交的，如果出现误判将影响用户的接入。以上列出的专利都是从改进检测技术本身的角度来提高同步码检测效率的，我们可以考虑从减少需要检测的同步码的角度来减轻NodeB在检测同步码时的处理时间，同时可以减少误判的可能，以改善检测效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种时分同步码分多址系统中提高上行同步检测效率的方法，解决现有技术中检测同步码时延大、并存在误判的问题，以改善同步码检测效率。
本发明提供一种时分同步码分多址系统中提高上行同步检测效率的方法，包括如下步骤：
(1)网络高层通过系统广播消息向终端配置小区随机接入时的接入业务等级和同步码及上行导频信道UpPCH子信道的对应信息，网络高层向节点B配置上行导频信道UpPCH子信道和对应的同步码信息；
(2)终端获取自身接入业务等级对应的可用上行同步码和可用UpPCH子信道信息，在相应的子信道上发送对应的上行同步码，向节点B发起上行同步过程；
(3)节点B根据系统子帧号确定UpPCH子信道号，在一个子帧的上行导频时隙UpPTS只检测该UpPCH子信道内允许发射的上行同步码。
进一步地，步骤(1)进一步可分为：
(1-1)网络高层通过无线资源控制RRC协议向小区中的终端发送系统广播，其中包含小区随机接入时的接入业务等级ASC和同步码及UpPCH子信道的对应信息；
(1-2)网络高层通过节点B应用部分NBAP协议的公共传输信道建立过程或共享信道重配置过程向节点B配置UpPCH子信道及其允许的上行同步码信息，网络高层需确保这些信息与小区终端读取的系统信息中随机接入资源信息单元中有关子信道和同步码的对应信息保持一致。
进一步地，步骤(1)进一步包括：
(1-3)当网络高层改变系统信息中随机接入资源配置信息时，如果子信道和同步码信息有所改变，需要将子信道和同步码信息同步通知节点B。
进一步地，网络高层向节点B配置的所述节点B应用部分NBAP协议中的配置信息，必须包括用于指示子信道的上行导频信道子信道数目和用于指示可用上行同步码的可用上行同步码索引值，所述上行导频信道子信道数目与系统信息中子信道划分应保持一致。
进一步地，步骤(2)中所述终端是根据待传送的数据特性选择随机接入资源配置实例，并从配置实例中获得自身接入业务等级ASC对应的可用上行同步码和可用UpPCH子信道信息的。
进一步地，步骤(3)中所述节点B根据系统子帧号确定各子帧中上行导频信道UpPCH子信道号时，计算公式为SFN’mod M，其中，SFN’是系统子帧号，M是小区中UpPCH子信道的个数，即计算返回返回系统子帧号对小区中UpPCH子信道个数的模，作为子信道号。
进一步地，所述子信道个数M是1、或2、或4、或8。
进一步地，所述网络高层是无线网络控制器RNC。
本发明通过改进高层配置，使NodeB明确需要检测的同步码个数及具体的同步码序列，一方面减少了检测时延、另一方面减少了误判的可能性，改进了检测效率。
附图说明
图1是现有技术中子信道数目M＝4时的UpPCH子信道的示意图；
图2是现有技术中系统信息SIB5/SIB6中随机接入资源信息结构图；
图3是NBAP一次公共传输信道配置过程中随机接入资源信息结构图；
图4是本发明实施例中提高上行同步检测效率的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
在TD-SCDMA系统上行同步码检测过程中，为了解决现有数字信号处理技术进行串行检测带来效率低下的问题，本实施例中将通过改进高层配置，明确NodeB在一个UpPTS时隙中需要检测的同步码个数及具体的同步码序列，来改善处理时延，减少误判的可能，以此提高同步码检测效率。
如图4所示，本实施例中用于提高上行同步检测效率的方法，包括如下步骤：
步骤401：网络高层通过系统广播消息向终端配置小区随机接入时的接入业务等级和同步码及上行导频信道UpPCH子信道的对应信息，网络高层向节点B配置上行导频信道UpPCH子信道和对应的同步码信息；
步骤402：终端获取自身接入业务等级对应的可用上行同步码和可用UpPCH子信道信息，在相应的子信道上发送对应的上行同步码，向节点B发起上行同步过程；
步骤403：节点B根据系统子帧号确定UpPCH子信道号，在一个子帧的上行导频时隙UpPTS只检测该UpPCH子信道内允许发射的上行同步码。
在具体实施时，以TD-SCDMA系统为例进行说明。
在步骤401中：
(1)网络高层通过RRC(无线资源控制)协议向小区中的UE发送系统广播，其中包含小区随机接入时的接入业务等级ASC和同步码及UpPCH子信道的对应信息；RRC消息中有关小区随机接入时ASC和同步码及UpPCH子信道的对应信息的配置可以参考3GPP TS25.331。
(2)网络高层通过NBAP协议的公共传输信道建立过程或共享信道重配置过程向NodeB配置UpPCH子信道及其允许的上行同步码信息，高层需确保这些信息与小区终端读取的系统信息中随机接入资源信息单元中有关子信道和同步码的对应信息保持一致。由于NodeB并不关心ASC信息，因而高层只需汇总所有ASC情况下的同步码及子信道信息，传输同步码及UpPCH子信道的对应信息给NodeB。
网络高层确保UpPCH子信息和同步码的对应信息与小区终端读取的系统信息中有关子信道和同步码对应关系保持一致；当网络高层改变系统信息中随机接入资源配置信息时，如果子信道和同步码信息有所改变，需要同步通知NodeB。
NBAP中的配置信息如表1所示，其中：
存在一栏中，“M”表示该元素是必须的；
范围一栏中，表示元素的取值范围；maxUpPCHSubchannel是小区中UpPCH子信道总数，该值和系统信息中子信道划分应保持一致；一个小区共有8个上行同步码，采用8比特映射的方式定义某个UpPCH子信道中可用的上行同步码，从左到右分别对应同步码1到8，比特位在置为1时，表示对应的同步码允许在该子信道存在，置为0时，表示不允许存在。例如，假定同步码7和8，子信道0和1，可配置为：
子信道0，00000001，表示子信道0上对应同步码8；
子信道1，00000010，表示子信道1上对应同步码7。
表1
| 信息元素名 | 存在 | 范围 |
| UpPCH Subchannel Partition | 0..1 | |
| >UpPCH Subchannel Number | M | 1..maxUpPCHSubchannel |
| >>AvailableSYNC_ULcodesindices | M | Bitstring(8) |
表1对应的信息也可以存在于NBAP的公共传输信道重配置过程，以便于网络高层更新UpPCH子信道划分信息，与系统信息中随机接入资源信息单元中的同步码和子信道的对应关系保持一致。
在向节点B进行配置时，在图3所示的信息单元基础上，可以增加一个新的信息单元UpPCH Subchannel Partition，也可以现有信息单元基础上增加其下的新信息项UpPCH Subchannel Partition。
在步骤402中：
小区中的终端根据待传送的数据特性选择随机接入资源配置实例，从配置实例中获得自身ASC对应的可用SYNC_UL码和可用UpPCH子信道信息，当一个UpPCH子信道对应多个可用同步码时，UE将随机选择其中一个同步码，然后可以在相应的子信道上发送该SYNC_UL码，发起上行同步过程，该上行同步过程可以参考3GPP TS25.224协议。
在步骤403中：
NodeB根据系统子帧号确定各系统子帧中UpPCH子信道号，计算公式为(SFN’mod M)，SFN’是系统子帧号，M是小区中UpPCH子信道的个数，即表1中的maxUpPCHSubchannel值。这样，NodeB在一个子帧的UpPTS时隙只需检测对应的UpPCH子信道内允许发射的同步码，而不需要检测小区所有的同步码。
Claims (8)
1.一种时分同步码分多址系统中提高上行同步检测效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)网络高层通过系统广播消息向终端配置小区随机接入时的接入业务等级和同步码及上行导频信道UpPCH子信道的对应信息，网络高层向节点B配置上行导频信道UpPCH子信道和对应的同步码信息；
(2)终端获取自身接入业务等级对应的可用上行同步码和可用UpPCH子信道信息，在相应的子信道上发送对应的上行同步码，向节点B发起上行同步过程；
(3)节点B根据系统子帧号确定UpPCH子信道号，在一个子帧的上行导频时隙UpPTS只检测该UpPCH子信道内允许发射的上行同步码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步可分为：
(1-1)网络高层通过无线资源控制RRC协议向小区中的终端发送系统广播，其中包含小区随机接入时的接入业务等级ASC和同步码及UpPCH子信道的对应信息；
(1-2)网络高层通过节点B应用部分NBAP协议的公共传输信道建立过程或共享信道重配置过程向节点B配置UpPCH子信道及其允许的上行同步码信息，网络高层需确保这些信息与小区终端读取的系统信息中随机接入资源信息单元中有关子信道和同步码的对应信息保持一致。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：
(1-3)当网络高层改变系统信息中随机接入资源配置信息时，如果子信道和同步码信息有所改变，需要将子信道和同步码信息同步通知节点B。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，网络高层向节点B配置的所述节点B应用部分NBAP协议中的配置信息，必须包括用于指示子信道的上行导频信道子信道数目和用于指示可用上行同步码的可用上行同步码索引值，所述上行导频信道子信道数目与系统信息中子信道划分应保持一致。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述终端是根据待传送的数据特性选择随机接入资源配置实例，并从配置实例中获得自身接入业务等级ASC对应的可用上行同步码和可用UpPCH子信道信息的。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述节点B根据系统子帧号确定各子帧中上行导频信道UpPCH子信道号时，计算公式为SFN’mod M，其中，SFN’是系统子帧号，M是小区中UpPCH子信道的个数，即计算返回系统子帧号对小区中UpPCH子信道个数的模，作为子信道号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述子信道个数M是1、或2、或4、或8。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络高层是无线网络控制器RNC。
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