CN103220793A - 一种卫星通信系统接入方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星通信系统接入方法、装置及系统，涉及通信技术，终端在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，不进行上行同步码发送和快速物理接入信道的接收的步骤，提高了接入效率，并且在上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，以保证接入成功率，从而实现通过SCDMA方式接入卫星通信系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其涉及一种卫星通信系统接入方法、装置及系统。
背景技术
目前关于地面移动通信的接入过程和接入信道设计的研究已较为成熟了，而关于卫星移动通信特别是GEO(Geostationary Earth Orbit，同步地球轨道)卫星移动通信系统的设计相对偏少，在GMR-1(GEO Mobile Radio，GEO移动无线)协议中有关于GEO卫星移动通信接入过程和接入信道的设计，但该协议是针对TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址接入)方式提出的，对于采用其他多址接入方式并不适用。
发明内容
本发明实施例提供一种卫星通信系统接入方法、装置及系统，以实现通过SCDMA(Synchronous Code Division Multiple Access)方式接入卫星通信系统。
一种卫星通信系统接入方法，包括：
确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
接收网络侧返回的下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；
进行下行接入信道检测获取所述资源分配信息和所述控制信息。
一种卫星通信系统接入方法，包括：
接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
根据所述上行随机接入信道进行信号检测；
向所述终端设备返回下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
一种卫星通信系统接入装置，包括：
发送单元，用于确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
接收单元，用于接收网络侧返回的下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；
检测单元，用于进行下行接入信道检测获取所述资源分配信息和所述控制信息。
一种卫星通信系统接入装置，包括：
信道接收单元，用于接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
信号检测单元，用于根据所述上行随机接入信道进行信号检测；
返回单元，用于向所述终端设备返回下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
一种卫星通信系统接入系统，包括：
终端设备，用于确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；接收网络侧返回的下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；进行下行接入信道检测获取所述资源分配信息和所述控制信息；
网络侧设备，用于接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道；根据所述上行随机接入信道进行信号检测；向所述终端设备返回下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
本发明实施例提供一种卫星通信系统接入方法、装置及系统，终端在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，不进行上行同步码发送和快速物理接入信道的接收的步骤，提高了接入效率，并且在上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，以保证接入成功率，从而实现通过SCDMA方式接入卫星通信系统。
附图说明
图1为本发明实施例提供的卫星通信系统接入方法流程图；
图2为本发明实施例所使用的帧结构示意图；
图3为本发明实施例提供的网络侧的卫星通信系统接入方法流程图；
图4为本发明实施例提供的卫星通信系统接入装置结构示意图之一；
图5为本发明实施例提供的卫星通信系统接入装置结构示意图之二；
图6为本发明实施例提供的卫星通信系统接入装置结构示意图之三。
具体实施方式
本发明实施例提供一种卫星通信系统接入方法、装置及系统，终端在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，不进行上行同步码发送和快速物理接入信道的接收的步骤，提高了接入效率，并且在上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，以保证接入成功率，从而实现通过SCDMA方式接入卫星通信系统。
如图1所示，本发明实施例提供的卫星通信系统接入方法包括：
步骤S101、确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护；
步骤S102、接收网络侧返回的下行接入信道，下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；
步骤S103、进行下行接入信道检测获取资源分配信息和控制信息。
GEO卫星移动通信系统具有传播时延大，传播损耗大的特点，针对这样的系统特点，在设计初始接入过程和初始接入信道时需要考虑接入时延和接入性能。所以接入过程尽量简单，接入信道则采用提高信号检测性能的技术。
由于终端设备在发起初始接入之前已经完成了小区初始搜索和广播信道读取，因此，在步骤S101中，确定接入信道的接入频点和接入位置具体包括：
进行小区初始搜索和广播信道读取；
根据广播信道中的公共广播信息，确定初始接入信道的接入频点和接入位置(如在哪个帧的那个时隙的位置接入)。
在步骤S101中，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，具体包括：
在上行随机接入信道前留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在上行随机接入信道后留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在上行随机接入信道前和上行随机接入信道后各留出至少一时隙作为同步误差保护时隙。
由于在上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，网络侧即使不和终端设备严格同步，仍然可以接收上行随机接入信道，提高了接入的成功率。
网络侧在接收到终端设备发送的上行随机接入信道后，进行信号检测，检测获取终端ID(Identifier，标识)、终端所申请的业务等信息，网络侧通过下行接入信道发送用于终端承载业务的资源分配信息及与快速控制相关的信息(包含功率控制、同步控制和频率控制等信息)；
上行随机接入信道中需要包含随机接入码信息(用于网络侧判断终端接入信息在时隙中的位置)，终端ID、终端业务请求等信息，这些信息所占用比特数为Nbits，为了提高随机接入成功率，随机接入信道采用1/3的卷积编码，则编码后的比特数约为3Nbits。
为了体现CDMA系统能带来扩频增益的优势，对上行随机接入信道进行扩频处理，设扩频系数为S，采用QPSK调制，扩频后随机接入信道共包含1.5N*S个码片。为了进一步提高随机接入信道的性能，可采用长的TTI(传输时间间隔)以期带来交织增益，由于本方案对随机接入信道已经进行了扩频处理，相当于在时间上将数据发送已经展宽，因此依据扩频后的数据占用的时间长度设定TTI即可，可以不考虑其它因素，以下举例说明：
例如在SCDMA系统设计时，其帧结构如图2所示，每帧帧长40ms，每帧包括4个时隙，每时隙占10ms。每个时隙包括用于消除同步抖动影响的GP(保护位)、数据位(Data1、Data2、Data3和Data4)以及用于进行信道估计的Midamble(中间码)。由于该帧结构的每个时隙都较长，所以每个时隙中包括至少两个中间码较佳，以便于进行较准确的信道估计。
由于码片长度为12.5us，若采用QPSK调制，采用S＝16的扩频系数，每个时隙能承载43个符号，即86bits，若SCDMA系统上行随机接入信道承载的信息为166bits，采用1/3的卷积编码，则物理层需要承载的比特数为498bits，则需要使用6个时隙进行上行接入信道的传输，即上行接入信道的TTI为60ms，考虑到上行随机接入过程未进行同步码发送，是一个粗同步过程，所以可以预留20ms的同步误差，则上行接入信道接收窗总长为80ms，依据图2的帧结构设计，上行接入信道占用连续两帧8个时隙，前后各留出10ms用于粗同步误差保护。
另外，终端在初始接入时可采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)同步或其他类似的同步方式，同时由于上行随机接入信道采用扩频的方式，则多个用户可以采用CDMA多址接入实现多个上行信道的接入，以降低上行随机接入碰撞的概率，此时，用户发送上行随机接入信道则具体为：采用CDMA多址接入与其它用户同时发送上行随机接入信道。
本发明实施例还提供一种卫星通信系统接入方法，该方法由网络侧设备执行，该网络侧设备可以为卫星移动通信系统中的信关站，如图3所示，包括：
步骤S301、接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护；
步骤S302、根据上行随机接入信道进行信号检测；
步骤S303、向终端设备返回下行接入信道，下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
其中，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，具体包括：
在上行随机接入信道前留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在上行随机接入信道后留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在上行随机接入信道前和上行随机接入信道后各留出至少一时隙作为同步误差保护时隙。
该上行随机接入信道与终端侧方法中介绍的上行随机接入信道相同，在此不再重复叙述。
本发明实施例还相应提供一种卫星通信系统接入装置，如图4所示，包括：
发送单元401，用于确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护；
接收单元402，用于接收网络侧返回的下行接入信道，下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；
检测单元403，用于进行下行接入信道检测获取资源分配信息和控制信息。
其中，发送单元401确定接入信道的接入频点和接入位置，具体包括：
进行小区初始搜索和广播信道读取；
根据广播信道中的公共广播信息，确定初始接入信道的接入频点和接入位置。
发送单元401在确定接入信道的接入频点和接入位置后，还可以先通过GPS等方式进行同步后再发送上行随机接入信道，以使得多个用户可以采用CDMA多址接入实现多个上行信道的接入，以降低上行随机接入碰撞的概率
本发明实施例还提供一种卫星通信系统接入装置，如图5所示，包括：
信道接收单元501，用于接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护；
信号检测单元502，用于根据上行随机接入信道进行信号检测；
返回单元503，用于向终端设备返回下行接入信道，下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
本发明实施例还相应提供一种卫星通信系统接入系统，如图6所示，包括：
终端设备601，用于确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护；接收网络侧返回的下行接入信道，下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；进行下行接入信道检测获取资源分配信息和控制信息；
网络侧设备602，用于接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道；根据上行随机接入信道进行信号检测；向终端设备返回下行接入信道，下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
本发明实施例提供一种卫星通信系统接入方法、装置及系统，终端在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，不进行上行同步码发送和快速物理接入信道的接收的步骤，提高了接入效率，并且在上行随机接入信道前和/或上行随机接入信道后设置同步误差保护，以保证接入成功率，从而实现通过SCDMA方式接入卫星通信系统。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种卫星通信系统接入方法，其特征在于，包括：
确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
接收网络侧返回的下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；
进行下行接入信道检测获取所述资源分配信息和所述控制信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护，具体包括：
在所述上行随机接入信道前留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在所述上行随机接入信道后留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在所述上行随机接入信道前和所述上行随机接入信道后各留出至少一时隙作为同步误差保护时隙。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上行随机接入信道采用1/3的卷积编码。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，承载所述上行随机接入信道的帧结构为：帧长为40ms，每帧包括4个时隙。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述上行随机接入信道采用四相相移键控QPSK调制，扩频系数为16。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定接入信道的接入频点和接入位置后，在发送上行随机接入信道前，还包括：
通过全球定位系统GPS进行同步，
所述发送上行随机接入信道具体为：
采用CDMA多址接入与其它用户同时发送上行随机接入信道。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每个时隙中包括至少两个中间码。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定接入信道的接入频点和接入位置，具体包括：
进行小区初始搜索和广播信道读取；
根据所述广播信道中的公共广播信息，确定初始接入信道的接入频点和接入位置。
9.一种卫星通信系统接入方法，其特征在于，包括：
接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
根据所述上行随机接入信道进行信号检测；
向所述终端设备返回下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护，具体包括：
在所述上行随机接入信道前留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在所述上行随机接入信道后留出至少一时隙作为同步误差保护时隙；或者
在所述上行随机接入信道前和所述上行随机接入信道后各留出至少一时隙作为同步误差保护时隙。
11.一种卫星通信系统接入装置，其特征在于，包括：
发送单元，用于确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
接收单元，用于接收网络侧返回的下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；
检测单元，用于进行下行接入信道检测获取所述资源分配信息和所述控制信息。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述发送单元确定接入信道的接入频点和接入位置，具体包括：
进行小区初始搜索和广播信道读取；
根据所述广播信道中的公共广播信息，确定初始接入信道的接入频点和接入位置。
13.一种卫星通信系统接入装置，其特征在于，包括：
信道接收单元，用于接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；
信号检测单元，用于根据所述上行随机接入信道进行信号检测；
返回单元，用于向所述终端设备返回下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
14.一种卫星通信系统接入系统，其特征在于，包括：
终端设备，用于确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送上行随机接入信道，所述上行随机接入信道前和/或所述上行随机接入信道后设置同步误差保护；接收网络侧返回的下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息；进行下行接入信道检测获取所述资源分配信息和所述控制信息；
网络侧设备，用于接收终端设备在确定接入信道的接入频点和接入位置后，直接发送的上行随机接入信道；根据所述上行随机接入信道进行信号检测；向所述终端设备返回下行接入信道，所述下行接入信道中包括资源分配信息和控制信息。
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