CN101472343B - 一种随机接入方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随机接入方法。预先给用户设备分配用于增强上行专用信道E-DCH随机接入的上行同步SYNC_UL码以及资源授权信息，基站接收用户设备发送的SYNC_UL消息后，通过快速物理接入信道FPACH向用户设备发送FPACH消息，并在FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息；用户设备根据接收的指示信息和预先获取的资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入。由于用户设备与基站只需要进行一次交互，从而在提供较高的上行传输速率的同时，减少了初始连接建立时用户设备接入的时延，使得TD-SCDMA系统可以更好地支持一键通(PoC，Push-To-Talk overCellular)等高速传输应用。本发明还公开了一种随机接入系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信系统随机接入技术，特别涉及一种时分同步码分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)系统中实现增强上行专用信道(E-DCH，Enhanced Dedicated Channel)的随机接入方法及系统。
背景技术
TD-SCDMA系统中，在现有的增强CELL_FACH(EnhancedCELL_FACH，Enhanced CELL_Forward Access Channel)状态下，采用物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)进行上行传输，但传输速率较低。
为了提高上行传输速率，可采用调度的高速上行分组接入(HSUPA，High Speed Uplink Packet Access)技术来进行上行传输，并在TD-SCDMA系统上行方向新增了用于承载高速上行数据的E-DCH，从而能够有效地提高上行传输速率。在通过E-DCH进行上行传输之前，需实现E-DCH的随机接入。
图1为现有技术中E-DCH的随机接入方法流程示意图。参见图1，该流程包括：
步骤101，用户设备(UE，User Equipment)向基站(Node B)发送上行同步(SYNC_UL，Synchronization_Uplink)消息；
本步骤中，SYNC_UL消息为长度为128码片(Chip)的序列，不同的SYNC_UL码对应物理随机接入信道(PRACH，Physical Random AccessChannel)或E-DCH上行随机接入控制信道(E-RUCCH，E-DCH Randomaccess Uplink Control Channel)，一个小区共有8个SYNC_UL码，由网络在系统广播消息里将分配给PRACH和E-RUCCH的SYNC_UL码向小区所有UE广播。UE预先获知需要采用PRACH或HSUPA进行上行传输，再根据选择的PRACH或HSUPA选择相应的预先分配的SYNC_UL码。本实施例中，UE采用HSUPA进行上行传输。
步骤102，Node B接收SYNC_UL消息，进行相应的处理，通过快速物理接入信道(FPACH，Fast Physical Access Channel)向UE发送FPACH消息；
步骤103，UE接收FPACH消息，获取消息中包含的信息，进行相应的处理，通过E-RUCCH向Node B发送E-RUCCH消息；
本步骤中，E-RUCCH消息包含调度请求信息以及UE的标识，调度请求信息又包含可以允许使用的功率、缓冲区占用状态和路损测量等信息。
步骤104，Node B接收E-RUCCH消息，通过E-DCH绝对授权信道(E-AGCH，E-DCH Absolute Grant Channel)向UE发送资源授权信息；
本步骤中，Node B接收E-RUCCH消息后，若允许该UE通过E-DCH发送上行增强数据，将通过E-AGCH发送资源授权信息给UE，主要包括功率信息和物理资源信息。具体可以包含以下信息：
5比特的功率资源相关信息(PRRI，Power Resource RelatedInformation)、5比特的码资源相关信息(CRRI，Code Resource RelatedInformation)、5比特的时隙资源相关信息(TRRI，Timeslot Resource RelatedInformation)、3比特的资源持续指示(RDI，Resource Duration Indicator)、3比特的E-AGCH循环序列号(ECSN，E-AGCH Cyclic Sequence Number)、2比特的E-DCH混合自动重传请求确认指示信道(E-HICH，E-DCH HybridAutomatic Repeat Request Acknowledgement Indicator Channel)指示(EI，E-HICH Indicator)和3比特的增强上行控制信道(E-UCCH，Enhanced UplinkControl Channel)数量指示(ENI，E-UCCH Number Indicator)。
步骤105，UE接收资源授权信息，获取授权的资源从而成功实现接入，并在成功实现接入后向Node B发起E-DCH传输。
本步骤中，UE接收到资源授权信息，根据分配的资源和功率在E-DCH上选择自己可以使用的速率并开始数据传输。
可见，如果采用E-DCH进行上行传输，虽然相比于PRACH能够提高传输，但E-DCH接入过程中需要UE与Node B进行两次交互，使得接入时延较长。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种随机接入方法，能够在提供较高上行传输速率的同时，降低接入时延。
本发明还提供了一种随机接入系统，能够在提供较高上行传输速率的同时，降低接入时延。
本发明提供的一种随机接入方法，包括：
基站接收用户设备发送的上行同步SYNC_UL消息后，通过快速物理接入信道FPACH向所述用户设备发送FPACH消息，并在所述FPACH消息中携带增强上行专用信道E-DCH随机接入的指示信息；
所述用户设备根据接收的所述指示信息和预先获取的E-DCH资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入。
所述用户设备发送的上行同步SYNC_UL消息为SYNC_UL码，所述SYNC_UL码为基站预先分配给所述用户设备的；
所述基站根据接收到的SYNC_UL码，执行所述在FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息。
所述用户设备发送SYNC_UL消息之前进一步包括：预先在所述用户设备中设置数据量门限，如果用户设备确定待传数据量超过设置的所述数据量门限，则将所述SYNC_UL码作为所述SYNC_UL消息。
所述E-DCH资源授权信息是预先配置在无线网络控制器RNC，并由所述RNC通过高层信令预先发送至所述用户设备及所述基站，所述高层信令包括RNC与用户设备之间的无线资源控制RRC协议和RNC与基站之间的基站应用部分NBAP协议。
所述指示信息包括功率资源相关信息PRRI和上行增强控制信道E-UCCH数量指示ENI信息，将所述PRRI和ENI信息适当处理后携带在FPACH消息中的保留位中；
所述E-DCH资源授权信息包括：码资源相关信息CRRI、时隙资源相关信息TRRI和E-DCH混合自动重传请求确认指示信道E-HICH指示信息EI。
将所述PRRI信息适当处理包括：缩小PRRI动态取值范围，和/或提高PRRI量化粒度。
将所述ENI信息适当处理包括：提高ENI信息量化粒度。
所述获取授权的资源包括预先获取的E-DCH资源授权信息所指示的资源、以及所述指示信息中携带的PRRI和ENI信息所指示的资源。
所述E-DCH资源授权信息包括：PRRI、ENI、CRRI、TRRI和EI。
所述PRRI信息和ENI信息设置在预设的PRRI/ENI信息映射表中，所述用户设备根据预设的灯引值从所述PRRI/ENI信息映射表中获取对应的所述PRRI信息和ENI信息。
在所述用户设备获取授权的资源后，将获取的授权资源与待传数据量进行比较，如果获取的授权资源小于所述待传数据量，在传输的E-DCH数据块里插入调度请求信息，请求基站重新调度资源。
本发明提供的一种随机接入系统，包括：用户设备和基站，其中，
所述用户设备，用于向所述基站发送上行同步SYNC_UL消息；根据接收的指示信息和预先获取的增强上行专用信道E-DCH资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入；
所述基站，用于在接收用户设备发送的上行同步SYNC_UL消息后，通过快速物理接入信道FPACH向所述用户设备发送FPACH消息，并在所述FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息。
由上述技术方案可见，在Enhanced CELL_FACH状态下，本发明预先给用户设备分配用于E-DCH随机接入的SYNC_UL码以及E-DCH资源授权信息，基站接收用户设备发送的SYNC_UL消息后，通过快速物理接入信道FPACH向用户设备发送FPACH消息，并在FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息；用户设备根据接收的指示信息和预先获取的E-DCH资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入。由于用户设备与基站只需要进行一次交互，从而在提供较高的上行传输速率的同时，减少了初始连接建立时用户设备接入的时延，使得TD-SCDMA系统可以更好地支持一键通(PoC，Push-To-Talk over Cellular)等高速传输应用。
附图说明
图1为现有技术中E-DCH随机接入方法流程示意图。
图2为本发明中E-DCH随机接入方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明实施例中，预先给UE分配用于本发明E-DCH随机接入的多址区分码SYNC_UL码以及资源授权信息，Node B接收UE发送的SYNC_UL消息后，通过FPACH向UE发送FPACH消息，并在FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息；UE根据接收的指示信息和预先获取的E-DCH资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入。
图2为本发明中E-DCH随机接入方法流程示意图。如图2所示，包含如下步骤：
步骤201，UE向Node B发送标识为E-DCH随机接入的SYNC_UL消息；
本步骤中，由于现有技术中的每个小区的8个多址区分码的SYNC_UL码，是动态分配给UE用于区分PRACH和E-RUCCH接入的，当加入了本发明E-DCH随机接入后，还需要从该资源池中分出一部分SYNC_UL码用于标识E-DCH随机接入。
实际应用中，系统可以为UE分配一个或多个SYNC_UL码，用于标识E-DCH随机接入。如果给E-DCH随机接入分配了多个SYNC_UL码，则UE可以从分配的多个SYNC_UL码中随机选择一个SYNC_UL码，用于标识E-DCH随机接入。
实际应用中，由于UE发送的SYNC_UL消息中没有携带UE需要待传的数据量信息，因此在后续的流程中，使得Node B接收到SYNC_UL消息后，无法确定需要给UE分配的资源量。因此，在本发明中，可以采用预先在UE中配置数据量门限的方法，当UE判定待传数据量超过配置的数据量门限时，选择E-DCH随机接入，当然，也可以选择PRACH随机接入，具体选择可预先进行进一步的设置；如果判定待传数据量没有超过配置的数据量门限，可以选择PRACH接入。
步骤202，Node B接收SYNC_UL消息，通过FPACH向UE发送FPACH消息，携带E-DCH随机接入的指示信息；
本步骤中，由于需要在FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息，因此需要对现有的FPACH消息进行改动。
本步骤中，Node B根据接收的SYNC_UL码确定执行HSUPA，FPACH消息包括签名序列号(Signature Reference Number)、相对子帧号(RelativeSub-Frame Number)、接收的上行导频信道(UpPCH，Uplink Pilot Channel)起始位置(Received starting position of the UpPCH)、RACH消息发射功率电平(Transmit Power Level Command for RACH message)及保留位(Reservedbits)信息。FPACH消息中各信息长度如表1所示。
表1
| 信息域 | 长度(比特) |
| 签名序列号 | 3 |
| 相对子帧号 | 2 |
| 接收的UpPCH起始位置 | 11 |
| RACH消息发射功率电平 | 7 |
| 保留位 | 9 |
表1中，签名序列号的3比特是指其最高有效比特位(MSB，MostSignificant Bit)，保留位的9比特是指其最低有效比特位(LSB，LeastSignificant Bit)。
在现有的FPACH消息中包括的9比特的保留位(Reserved bits)信息中，2比特用于UpPCH迁移(UpPCH shifting)，剩余的7比特作为保留比特，未被使用。
但现有技术中，E-DCH资源授权消息包括的功率信息和物理资源信息，具体来说，为PRRI、CRRI、TRRI、RDI、ECSN、EI和ENI七种资源信息，其信息比特为26比特。远大于FPACH消息中7比特的保留比特，因此，保留位只能携带上述七种资源信息中的一部分资源信息，其它的资源信息需要通过其它的方式通知UE。
在本发明E-DCH随机接入实施例中，其中，RDI信息和ECSN信息不需要应用在本发明中，因此，UE不需要获取该RDI信息和ECSN信息。考虑实际应用中的情况，可以将PRRI和ENI信息适当处理后携带在保留位中，即指示信息中包含PRRI和ENI信息，其余信息通过其它的方式预先通知UE；当然，也可以将包含PRRI和ENI信息的E-DCH资源授权信息，即随机接入的资源授权信息全部通过其它的方式预先通知UE，因此在FPACH消息中，只需要在保留位中使用1比特指示信息，用于标识是否使用E-DCH随机接入。
对于通过其它方式将E-DCH随机接入的资源授权信息预先通知UE的情况，可以选择由网络侧的无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)的高层信令进行配置，高层信令包括RNC与用户设备之间的无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)协议和RNC与基站之间的基站应用部分NBAP(Node B Application Part)协议，由RNC将配置好的E-DCH资源授权信息下发到UE及Node B。
此外，对于PRRI和ENI信息，还可以采用设置ENI/PRRI映射表的方法，即通过在RNC高层信令协议里预先设置各索引值对应的ENI/PRRI，然后下发至相应的UE及Node B，UE根据预设的索引值从PRRI/ENI信息映射表中获取对应的PRRI信息和ENI信息，这样可以更加节省资源，提高资源利用率。
而且，还可以通过修改现有的RRC高层信令协议，例如修改无线承载建立/重配置信令协议，由RNC根据经验值或实测数据在连接建立过程或者广播消息里将E-DCH随机接入的资源授权信息通知UE。这样可以为网络运营者提供更灵活的选择。
下面对本发明利用7个保留比特来传输E-DCH随机接入中的PRRI和ENI信息进行说明。
通过FPACH消息中携带PRRI和ENI信息，由于PRRI(5比特)和ENI(3比特)信息域总共需要8比特，而现有FPACH消息中保留比特最多只有7比特可用，所以需要将PRRI和ENI信息进行压缩。
对于PRRI，现有的PRRI动态取值范围是[0，31]，如果缩小动态取值范围和/或提高量化粒度，例如，将动态取值范围缩小为[0，15]，则可以将现有的5比特的PRRI压缩为4比特的PRRI；如果提高量化粒度，举例来说，将PRRI的动态取值范围[0，31]中取偶数值，也可以将现有的5比特的PRRI压缩为4比特的PRRI；如果既将PRRI动态取值范围缩小，又提高PRRI量化粒度，例如，将动态取值范围缩小为[0，15]，并从[0，15]中取偶数值，则可以将现有的5比特的PRRI压缩为3比特的PRRI。
对于ENI，现有的ENI取值范围是[0，7]，可以采用提高量化粒度的方法将ENI信息进行压缩。例如，从[0，7]取偶数值，这样就可以用2比特表示，因此，可将现有的3比特的ENI压缩为2比特的ENI。
步骤203，UE接收携带E-DCH随机接入指示信息的FPACH消息，根据接收的指示信息和预先获取的E-DCH随机接入的资源授权信息，获取授权的资源，向Node B发起E-DCH数据传输。
本步骤中，UE接收到FPACH消息，根据预先获取的E-DCH增强的随机接入的资源授权信息和指示信息中携带的E-DCH增强的随机接入的资源授权信息，获取授权的资源，实现随机接入，并在实现随机接入后，在E-DCH上选择自己可以使用的速率并开始数据传输。
实际应用中，UE也可以将获取的授权资源与待传数据量进行比较，如果Node B获取的授权资源不够使用，即获取的授权资源小于待传数据量，UE可以在后续传输的E-DCH数据块里插入调度请求信息，请求Node B调度新的资源，Node B在接收到调度请求信息后，通过E-AGCH给UE再分配相应的资源，这样可以进一步提高资源的利用率。
本发明中E-DCH随机接入系统的UE与Node B结构与现有技术中UE与Node B结构相同，在此不再赘述。该系统包括：UE和Node B，其中，
UE，用于从RNC和Node B获取E-DCH随机接入的资源授权信息，以及从RNC或Node B获取标识为E-DCH随机接入的SYNC_UL码；当确定选择E-DCH随机接入，向Node B发送标识为E-DCH随机接入的SYNC_UL码，根据接收的Node B发送的指示信息和预先获取的E-DCH随机接入的资源授权信息，获取授权的资源。
实际应用中，UE确定选择E-DCH随机接入，可以采用预先在UE中配置数据量门限的方法，当UE判定待传数据量超过配置的数据量门限时，选择E-DCH增强的随机接入；如果判定待传数据量没有超过配置的数据量门限，可以选择PRACH接入。并在后续传输中可以对资源进行调节。也可以采用资源训练的方法，即Node B预先给UE分配资源，如果该资源没有使用完，UE在后续传输的E-DCH数据块里插入调度请求信息，请求Node B调度资源，Node B在接收到调度请求信息后，通过E-AGCH给UE再分配相应的资源。
UE在获取授权的资源后，即实现了E-DCH随机接入，后续过程中可以在E-DCH上选择自己可以使用的速率并开始数据传输。
Node B，用于为UE预先动态分配标识为E-DCH随机接入的SYNC_UL码，并将分配的SYNC_UL码发送至UE；接收UE发送的SYNC_UL消息，通过FPACH向该UE发送FPACH消息，并在所述FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息。
其中，资源授权信息中的CRRI、TRRI及EI信息参数可以根据实际需要由RNC通过高层信令配置；PRRI和ENI信息中的参数可以选择由RNC通过高层信令配置，或者通过FPACH实时配置。
如果CRRI、TRRI、EI、PRRI和ENI信息中的参数都由RNC通过高层信令进行配置，则在FPACH消息中只需要使用保留位中的1比特标识是否使用E-DCH随机接入，即指示信息为1比特，用于标识是否使用E-DCH随机接入。
如果通过FPACH消息中携带PRRI和ENI信息，则通过缩小PRRI和ENI动态取值范围和/或提高量化粒度对PRRI和ENI信息进行压缩，使PRRI和ENI信息的比特位不多于7比特即可。
由上述实施例可见，Node B预先给UE分配用于E-DCH随机接入的SYNC_UL码，以及RNC预先将配置的E-DCH随机接入的资源授权信息发送至UE，在Enhanced CELL_FACH接入过程中，UE判定需要进行E-DCH随机接入时，向Node B发送标识E-DCH随机接入的SYNC_UL码，Node B接收SYNC_UL码，通过FPACH向UE发送携带E-DCH随机接入指示信息的FPACH消息，UE根据接收的指示信息和预先获取的E-DCH随机接入的资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入，在实现随机接入后，通过E-DCH传输数据。在Enhanced CELL_FACH状态下，由于UE与Node B只需要进行一次交互，从而在提供较高的上行传输速率的同时，减少了初始连接建立时UE接入的时延，使得TD-SCDMA系统可以更好地支持一键通(PoC，Push-To-Talk over Cellular)等高速传输应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种随机接入方法，其特征在于，该方法包括：
基站接收用户设备发送的上行同步SYNC_UL消息后，通过快速物理接入信道FPACH向所述用户设备发送FPACH消息，并在所述FPACH消息中携带增强上行专用信道E-DCH随机接入的指示信息；
所述用户设备根据接收的所述指示信息和预先获取的E-DCH资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备发送的上行同步SYNC_UL消息为SYNC_UL码，所述SYNC_UL码为基站预先分配给所述用户设备的；
所述基站根据接收到的SYNC_UL码，执行所述在FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户设备发送SYNC_UL消息之前进一步包括：预先在所述用户设备中设置数据量门限，如果用户设备确定待传数据量超过设置的所述数据量门限，则将所述SYNC_UL码作为所述SYNC_UL消息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述E-DCH资源授权信息是预先配置在无线网络控制器RNC，并由所述RNC通过高层信令预先发送至所述用户设备及所述基站，所述高层信令包括RNC与用户设备之间的无线资源控制RRC协议和RNC与基站之间的基站应用部分NBAP协议。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指示信息包括功率资源相关信息PRRI和上行增强控制信道E-UCCH数量指示ENI信息，将所述PRRI和ENI信息适当处理后携带在FPACH消息中的保留位中；
所述E-DCH资源授权信息包括：码资源相关信息CRRI、时隙资源相关信息TRRI和E-DCH混合自动重传请求确认指示信道E-HICH指示信息EI。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述PRRI信息适当处理包括：缩小PRRI动态取值范围，和/或提高PRRI量化粒度。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述ENI信息适当处理包括：提高ENI信息量化粒度。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取授权的资源包括预先获取的E-DCH资源授权信息所指示的资源、以及所述指示信息中携带的PRRI和ENI信息所指示的资源。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述E-DCH资源授权信息包括：PRRI、ENI、CRRI、TRRI和EI。
10.如权利要求5或9所述的方法，其特征在于，所述PRRI信息和ENI信息设置在预设的PRRI/ENI信息映射表中，所述用户设备根据预设的索引值从所述PRRI/ENI信息映射表中获取对应的所述PRRI信息和ENI信息。
11.如权利要求1至9中任意一项所述的方法，其特征在于，在所述用户设备获取授权的资源后，将获取的授权资源与待传数据量进行比较，如果获取的授权资源小于所述待传数据量，在传输的E-DCH数据块里插入调度请求信息，请求基站重新调度资源。
12.一种随机接入系统，其特征在于，该系统包括：用户设备和基站，其中，
所述用户设备，用于向所述基站发送上行同步SYNC_UL消息；根据接收的指示信息和预先获取的增强上行专用信道E-DCH资源授权信息，获取授权的资源并实现随机接入；
所述基站，用于在接收用户设备发送的上行同步SYNC_UL消息后，通过快速物理接入信道FPACH向所述用户设备发送FPACH消息，并在所述FPACH消息中携带E-DCH随机接入的指示信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20101103 Termination date: 20161226 |