CN104284442B - Rach覆盖增强的方法和相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种RACH覆盖增强的方法和相关设备，以减少时间资源的浪费，提高资源的利用率，提高RACH的覆盖性能。在本发明一些可行的实施方式中，方法包括：将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息。

Description

RACH覆盖增强的方法和相关设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种RACH覆盖增强的方法和相关设备。

背景技术

现有的无线蜂窝通信网络，例如全球移动通信系统(Global System for Mobilecommunication，GSM)，通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，UMTS)，长期演进(Long Term Evolution，LTE)，主要针对的是H2H(Human toHuman，人对人)的应用，其主要考虑的无线环境是室外或一般的室内场景。

3GPP(The3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)标准上已经开始考虑通过无线蜂窝网络支持M2M(Machine to Machine，机器对机器)之间的通信，即，机器类型通信(Machine Type Communication，MTC)。由于部分M2M应用的终端设备，即MTC装置(device)放置的位置会位于地下室、隧道、山谷、森林等无人区域，这些地方的信号覆盖比较差。要想使位于这些覆盖差区域的设备可以正常与网络侧进行通信的话，需要提升位于这些区域终端的覆盖性能。

覆盖性能主要和发送端发射功率、接收端接收灵敏度相关，进一步的，接收端接收灵敏度与热噪声密度、接收噪声系数、干扰余量、信道带宽、接收机的解调门限SINR(Signalto Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)有关。其中主要的设计参数是信道带宽和接收机的解调门限SINR。

覆盖性能增强涉及到用于整个通信过程中的各种信道类型。随机接入信道(Random Access Channel，RACH)信道是用于终端向网络发起接入请求的信道，其覆盖性能也需要增强。

重复发送是一种常用的提升覆盖性能的方法。通过重复发送接收端可以将多次接收的数据合并解调降低解调门限SINR的值，从而提高MCL，达到覆盖性能提升的目的。RACH信道的覆盖增强也可以使用重复发送来实现。

GSM系统中现有RACH信道的接入突发(Access Burst，AB)格式如图1所示。重复发送的方案按照该格式的RACH信道信息多次发送。该格式中考虑到终端与基站侧的距离，用GP(guard period，保护间隔)部分来保证终端发送的信号到达基站侧不会对其他时隙的终端造成干扰。考虑到较大的小区覆盖范围(该结构中可支持35km的小区覆盖)，保护间隔部分占用的比特数较多，例如68.25个比特。重复发送时每个AB结构都包含有保护间隔信息。多次重复的RACH发送因为保护间隔消耗了大量的时间资源，降低了资源的利用率，较少的编码后信息比特导致正确接收编码前有效信息的解调门限SINR较高，覆盖性能差。

发明内容

本发明实施例提供一种RACH覆盖增强的方法和相关设备，以减少时间资源的浪费，提高资源的利用率，提高RACH的覆盖性能。

本发明第一方面提供一种RACH覆盖增强的方法，包括：

将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中之前还包括：对信道请求消息进行低于1/2码率的信道编码，将编码后得到的比特数量匹配到所需要的比特个数，得到比特数大于2N但不大于M的编码后比特序列。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述信道请求消息中包含覆盖等级信息或终端标识信息。

结合第一方面或者第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述EAB结构包含以下部分：尾比特，同步序列，信息比特，保护间隔GP；其中，所述同步序列部分所包含的比特数大于或等于只占用一个时隙的AB结构中同步序列部分所包含的比特数。

结第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述同步序列部分所包含的比特数是只占用一个时隙的AB结构中同步序列部分所包含的比特数的2倍。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述同步序列部分分为长度相等的两部分，分别用于承载完全相同的两个同步序列，每个同步序列与所述AB结构中的同步序列相同。

本发明第二方面提供另一种RACH覆盖增强的方法，包括：

在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；从所述EAB结构中提取所述信道请求消息。

本发明第三方面提供一种终端设备，包括：

映射模块，用于将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；发送模块，用于按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述终端设备还包括：编码模块，用于对信道请求消息进行低于1/2码率的信道编码，将编码后得到的比特数量匹配到所需要的比特个数，得到比特数大于2N但不大于M的编码后比特序列。

本发明第四方面提供一种网络侧设备，包括：

接收模块，用于在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；提取模块，用于从所述EAB结构中提取所述信道请求消息。

由上可见，本发明实施例在RACH信道，将连续的至少两个时隙合并为一个扩展的接入突发EAB，EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数，相对于简单重复方案中每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔部分的比特数，增加了信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中物理资源的利用率；

综上，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中RACH信道的接入突发(AB)结构图；

图2是本发明实施例提供的一种RACH覆盖增强的方法的流程图；

图3a-3c是本发明实施例中几种扩展的接入突发(EAB)结构图；

图4a-4c是本发明一些实施例中几种信道编码的流程图；

图5是本发明另一些实施例中信道编码的流程图；

图6是本发明另一实施例提供的一种RACH覆盖增强的方法的流程图；

图7a是本发明实施例提供的一种终端设备的示意图；

图7b是本发明实施例提供的另一种终端设备的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种网络侧设备的示意图；

图9是本发明另一实施例提供的一种终端设备的示意图；

图10是本发明另一实施例提供的一种网络侧设备的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种RACH覆盖增强的方法和相关设备，以减少时间资源的浪费，提高资源的利用率，提高RACH的覆盖性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一

请参考图2，本发明实施例提供一种RACH覆盖增强的方法，可包括：

110、将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中；

120、按照EAB结构在随机接入信道RACH中发送信道请求消息；

其中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔(Guard period，GP)部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发(AB)结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数。

由上可见，本发明实施例在RACH信道，采用扩展的接入突发EAB结构设计，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔部分的比特数，增加了信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中编码后信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

综上，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

下面，对本发明实施例技术方案作进一步详细的描述。

首先，对本发明实施例中RACH的资源结构进行说明。

RACH是一种上行传输信道。例如在GSM系统中，终端设备如移动台(MobileStation，MS)，需要同网络建立通信时，都需通过RACH向网络发送一个信道请求(CHANNELREQUEST)以申请数据信道，网络侧设备例如基站子系统(Base Station Subsystem，BSS)，收到信道请求后，将根据信道请求为终端设备分配数据信道。

如图1所示，是现有的GSM系统的RACH信道中的接入突发(AB)的格式。一个AB占用一个时隙，包含156.25个比特(bit)。一个AB包括以下部分：

扩展的尾比特(Extendded tail bits)，占用8个比特，用于指示AB的开始；

同步序列(Synch.Sequence bits)，占用41个比特，用于信道估计；

信息比特(encrypted bits，又称为加密比特)，占用36个比特，用来携带有效信息，例如信道请求消息；

尾比特(Tail bits)，占用3个比特，用于指示AB的结束；

保护间隔(Extended guard period)，占用68.25个比特，用于作为AB之间的间隔。

现有技术中采用重复发送来增强RACH信道的覆盖，也就是连续两个AB发送完全相同的内容，从而，两个时隙的时间资源中可用来携带有效信息的是两个信息比特部分，共有72个比特。

本发明实施例优选用于M2M场景，在M2M场景中的终端设备是M2Mdevice类型的设备，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因此，重复发送时两个AB使用两个保护间隔，会浪费物理资源。出于提高物理资源利用率和进一步增强覆盖范围的目的，本发明实施例中，将连续的至少两个时隙合并为一个扩展的接入突发(Extended Access Burst，简称EAB)。

请参考图3a-3c，是本发明一些实施方式中EAB的结构图，以将两个时隙(slot)的资源合并为一个EAB为例，一个EAB占用两个时隙，包含312.5个比特，可包括以下部分：尾比特，同步序列，信息比特，以及保护间隔；其中，尾比特部分具体包括第一尾比特和第二尾比特。

第一尾比特，即扩展的尾比特(Extendded tail bits)，占用的比特数不应少于AB结构中扩展的尾比特部分所包含的比特数，例如可占用8～16个比特，用于明确均衡算法的初始或结束状态。图3a中以占用8bit为例。

同步序列(Synch.Sequence bits)，占用的比特数可大于等于AB结构中同步序列部分所包含的比特数，例如可占用41～82个比特，用于信道估计。EAB中的同步序列可以在不同比特长度下，通过其自相关性能重新进行设计。为简化设计另一种可选的方式是，EAB结构中的同步序列部分可占用AB结构中2倍的同步序列的长度，即82个比特，分为两部分，每一部分41比特，且两个部分承载完全相同的内容，也就是说，相当于重复传输只占用一个时隙的AB结构中的同步序列，以便在低信噪比的情况下提升信道估计的性能。图3a中以占用82bit为例。图3a所示EAB结构中，同步序列位于第一尾比特和信息比特之间。

需要注意的是，另一些实施方式中，如图3b所示，同步序列还可以位于信息比特的中间。对于较多的信息比特情况，位于中间的同步序列有利于两边数据解调使用更精确的信道估计结果，而提高数据的解调性能。

信息比特(encrypted bits，又称为加密比特)，占用的比特数可大于AB结构中信息比特部分所包含的比特数的2倍，例如可占用73-192个比特，用来携带有效信息，例如信道请求消息。图3a中以占用150bit为例。与现有技术中，只占用一个时隙的AB结构相比，相同的两个时隙资源中，两个AB结构的信息比特部分一共占用2N＝72个比特(占用一个时隙的AB结构中信息比特长度N＝36)，而本发明实施例中一个EAB结构的信息比特部分可占用150个比特，增加了一倍多。

第二尾比特，即尾比特(Tail bits)，占用的比特数不应少于AB结构中尾比特部分所包含的比特数，例如可占用3～6个比特，用于明确均衡算法的初始或结束状态。图3a中以占用4bit为例。

保护间隔(Extendded Guard period，简称GP)，占用的比特数不应少于AB结构中保护间隔部分所包含的比特数，即，至少占用68.25，例如图3a所示，可占用68.5个比特，用于保护由于各终端设备与网络设备不同距离而引起的时间不同步造成的干扰。保持GP部分占用的比特数不少于AB结构中GP部分所包含的比特数，可维持基站的覆盖范围(例如维持覆盖半径不小于35Km)不减小。为了尽可能的增加信息比特部分占用的比特数，本发明实施例中优选控制EAB中GP部分的比特数不大于一个预设上限值，其中，可以将大于AB结构中保护间隔部分所包含的比特数的最小整数作为预设上限值，例如控制EAB中GP部分的比特数不大于69。当然，考虑到实际覆盖范围的变化需求，保护间隔占用的比特数也可以增加或减少。

请参考图3c，是本发明又一种实施方式中EAB的结构图。其中，

第一尾比特部分可占用16个比特，分为两部分，每一部分8比特，以重复传输相同的8bits的尾比特数据，每一部分8bits的第一尾比特可以与只占用一个时隙的AB结构中的同步序列相同。

第二尾比特部分可占用6个比特，分为两部分，每一部分3比特，以重复传输相同的3bits的尾比特数据，每一部分3bits的第二尾比特可以与只占用一个时隙的AB结构中的同步序列相同。

同步序列部分可占用82个比特，分为两部分，每一部分41比特，以重复传输相同的41bits的同步序列数据，每一部分41bits的同步序列可以与只占用一个时隙的AB结构中的同步序列相同。

保护间隔部分可占用68.5个比特。

信息比特部分可占用140个比特。

需要理解，上述图3a-3c所示，只是本发明中EAB结构的部分实施方式，在其它实施方式中，还可以有其它更多方式的EAB结构。

由上可见，本发明实施例设计的EAB结构中，只使用一个保护间隔，且保护间隔部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的AB结构中保护间隔部分所包含的比特数。其他信息部分，如同步序列(Synch.Sequence bits)部分，考虑到在低信噪比情况下提升信道估计的性能，可以增加比特数，为简化设计可以采用占用一个时隙的AB结构中同步序列的重复发送。尾比特部分对信息的解调性能影响不大，因此可以增加比特数或不增加比特数。通过上述设计，使得用于承载有效信息的信息比特部分可以大于两倍的AB结构中的信息比特数2N＝72。

现有技术中，一个时隙资源中信息比特部分为36比特，2次重复发送的话，2个时隙资源中信息比特部分一共占用36*2＝72比特；而本发明实施例中，由于真正承载有效信息的信息比特部分可以增加到150比特左右，因此，新设计的AB可承载的有效信息比现有技术增加了1倍多。因此，一方面，本发明实施例中可大幅提高有效信息的编码冗余度，降低其解调门限，提高覆盖性能；另一方面，相同解调门限情况下可在信道请求消息中放入更多需要承载的信息。

以上，对本发明实施例中RACH的资源结构进行了说明。下面，对本发明实施例中RACH的实现过程，包括编码过程，进行详细说明。

以终端设备是GSM系统的移动台(Mobile Station，MS)，网络侧设备是GSM系统的基站子系统(BSS)为例。当MS开机后，会检测附近的广播信道信号，进行小区选择，并选择一个小区驻留。然后，MS会通过RACH信道向BSS发送信道请求消息，以实现网络接入。在其它一些场景，例如小区切换或小区重选等场景，移动台也会通过RACH信道向BSS发送信道请求消息，以实现网络接入。本文中，对终端设备向网络侧设备发送信道请求的时机不予限定。

终端设备例如移动台通过RACH信道向网络侧设备例如BSS发送信道请求消息，可以理解为：将信道编码后的信道请求消息映射到EAB结构中，按照所述EAB结构在RACH信道中发送所述信道请求消息。具体可包括：首先，终端设备对信道请求消息进行信道编码，生成编码后比特序列，例如，对信道请求消息采用低于1/2码率的卷积编码或重复编码方式进行编码，将编码后得到的比特数量匹配到所需要的比特个数，得到比特数大于2N但不大于M的编码后比特序列；然后，将编码后比特序列映射到EAB结构的信息比特部分，按照EAB结构在RACH信道中发送给网络侧设备。

现有技术中，RACH需要承载的有效信息，即信道请求(CHANNEL REQUEST)消息，一般有8比特和11比特两种。一般的，信道请求消息至少包括接入原因值(ESTABLISHMENTCAUSE)和随机参考值(ESTABLISHMENT CAUSE)两部分。以8比特的信道请求消息为例，8个比特可包括：3-6比特的接入原因值，和5-2比特的随机参考值。而11比特的扩展信道请求(PACKET CHANNEL REQUEST)信息中，除了接入原因值和随机参考值，还可以包括其它需要携带的信息，具体可以通过查阅相关协议获知，本文中不再赘述。需要发送信道请求时，8比特和11比特的信道请求消息会被信道编码，产生数十个比特的编码后比特序列，映射到AB结构中。

信道编码的主要目的是为了提升信号传输的质量。一般的，编码冗余度越高，编码后比特序列的比特数越多，则解调门限就越低，信道覆盖性能越强。现有技术中占用一个时隙的AB结构中，信道编码后的编码后比特序列最多只能包含36个比特；而本发明中占用两个时隙的EAB结构中，信息比特部分可以包含150个比特(如图3a所示)，考虑到两次重复发送的方式占用的信息比特为72比特，本发明设计的信道编码后的编码后比特序列可达到重复两次发送方式下信息比特数的两倍以上，因而本发明中的RACH信道覆盖可以得到大幅增强。本发明实施例中，相同解调门限情况下可在EAB结构中放入更多需要承载的信息，例如，除了包括接入原因值和随机参考值，还可以包括覆盖等级或终端标识等信息中的至少一种。

编码过程中，一般会加入一些校验保护信息，用于网络侧设备如BSS纠错；以及，还会加入一些源信息，例如基站识别码(Base Station Identity Code，BSIC)，用于网络侧设备如BSS识别出发送给自己的信息。BSIC可以理解为网络侧设备的标识信息。

请参考图4a，是本发明一些实施例中信道编码的流程图，包括如下步骤：

401、确定信道请求消息的信息比特，以及，获取BSIC。

信道请求消息以包括11个比特为例，分别用d0、d1、d2……d10表示。BSIC一般包括6个比特，分别用b0、b1、b2……b5表示。网络侧设备如BSS一般将BSIC携带在同步信道(synchronization channel，SCH)中广播给终端设备例如移动台。终端设备例如移动台可在小区选择的过程中，通过接收小区广播信道如SCH来获得BSIC。

402、根据信道请求消息的信息比特产生多个比特的校验保护信息。

校验保护信息可根据信道请求消息的信息比特，采用常用的算法例如循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)算法等，计算获得。图4中g(D)＝D6+D5+D3+D2+D+1为校验保护信息的生成多项式。可以通过11bits的信道请求消息的信息比特位和生成多项式g(D)，产生6bits的校验保护信息。

403、将所述校验保护信息与所述BSIC进行异或运算。

将6bits的校验保护信息和6bits的BSIC进行异或，可得到6个比特位，可分别用C0、C1、C2……C5表示。信道请求消息包括的11个比特，加上异或运算得到的6个比特，一共有17个比特的信息，需要进行信道编码。

404、进行码率小于1/2的信道编码，生成编码后比特序列。

可选的，以常用的信道编码方式——卷积编码为例。

首先，可以对信道请求消息的信息比特，异或运算得到的多个比特，以及多个填充比特进行排序，组成一个比特序列。例如，将信道请求消息的11bits，通过403的异或运算得到的6bits，以及4bits的填充比特依次排序，组成一个21bits的比特序列。填充比特的作用是为后续卷积编码给定一个结束状态值。填充比特(tail bits，也可称为尾比特)一般排在比特序列的末位，可以全部是零。需要强调的是这里的增加尾比特不是一定需要的步骤，增加尾比特可以一定程度的提高译码性能，但是也增加了发送信息的开销。本发明中仅以需要添加尾比特的卷积编码为例。需要添加0比特的卷积编码称为归零卷积码；不需要添加尾比特的卷积编码称为咬尾卷积码。

然后，以低于1/2的码率进行信道编码。根据信道保护要求的不同，编码速率(简称码率)可以不同。码率越低，冗余比特越多，校验性能就更好。本发明实施例中，可以采用小于1/2的码率进行卷积编码。

图4a中，针对21bit的比特序列，可采用1/7的码率进行卷积编码，可得到147bits的冗余比特序列，可分别用c0、c1、c2……c146表示。需要说明的是，这里只提出码率的建议，对于其他的卷积编码特征不做限定，如递归卷积码或非递归卷积码；或截短卷积码、归零卷积码或咬尾卷积码都可以作为本发明的一种实施方法。以图3c所示的EAB结构为例，信息比特部分只包括140个比特，可以将147bits的冗余比特序列通过打孔的方式去掉7个比特后匹配到140个比特，分别用e0、e1、e2……e139表示，作为编码后比特序列。打孔的具体位置本发明不做限定，可以通过性能的评估来选择。

例如图4b中，针对21bit的比特序列，也可采用1/8的码率进行卷积编码，可得到168bits的冗余比特序列，可分别用c0、c1、c2……c167表示。以图3a和3b所示的EAB结构为例，信息比特部分包括150个比特，因此，可通过打孔的方式去掉18个比特得到150比特的信息，分别用e0、e1、e2……e149表示，作为编码后比特序列。

需要说明的是，本发明实施例中并不限于采用卷积编码方式进行信道编码，还可以采用其它的编码方式。另一种可选的信道编码方式为重复编码。

请参考图4c，以重复编码方式为例的信道编码流程图，与上述卷积编码的不同之处在于，异或运算之后，将得到的17比特的信息通过9次重复，可得到153比特。以图3a和3b所示的EAB结构为例，信息比特部分包括150个比特，因此，去掉后面3个比特得到150比特的信息，作为编码后比特序列。

以上，以采用卷积编码和重复编码方式为例，对本发明技术方案的信道编码流程进行说明。但需要理解，实际应用中，信道编码时还可以采用其它编码方式，不限于采用卷积编码或重复编码。

为便于更好的理解本发明实施例中的信道编码过程，下面通过另一个实施方式为例进行介绍。

请参考图5，是本发明另一些实施例中信道编码的流程图，包括如下步骤：

501、确定信道请求消息的信息比特，以及，获取BSIC。

本发明实施例中，由于EAB结构的信息比特部分比AB结构的信息比特部分包含的比特数更多，因此，在EAB结构中可放入更多需要承载的信息，例如，除了包括接入原因值和随机参考值，还可以包括覆盖等级或终端标识等信息中的一种或多种，用于网络侧通过覆盖等级信息在覆盖增强的场景下有效分配该终端的资源使用情况，或在接入期间就明确区分终端标识有利于竞争冲突解决等问题。本实施例中，以信道请求消息包括40个比特为例，分别用d0、d1、d2……d39表示。BSIC一般包括6个比特，分别用b0、b1、b2……b5表示。

502、根据信道请求消息的信息比特产生多个比特的校验保护信息。

图5中g(D)＝D8+D6+D3+1为校验保护信息的生成多项式。可以通过40bits的信道请求消息的信息比特位和生成多项式g(D)，产生8bits的校验保护信息。可分别用p0、p1、p2……p7表示。

503、将所述校验保护信息与所述BSIC进行异或运算。

将8bits的校验保护信息的前6bits和6bits的BSIC进行异或，再添加后2bits的校验位后可得到8个比特位，可分别用C0、C1、C2……C7表示。

504、进行码率小于1/2的信道编码，生成编码后比特序列。

以采用需要增加尾比特的卷积编码方式为例。首先，可以将信道请求消息的40bits，异或运算得到的8bits，以及4bits的填充比特依次排序，组成一个52bits的比特序列。然后，针对52bit的比特序列，可采用1/3的码率进行卷积编码，可得到156bits的冗余比特序列，可分别用c0、c1、c2……c155表示。最后，可以将156bits的冗余比特序列通过打孔去掉16比特后匹配到140个比特，分别用e0、e1、e2……e139表示，作为编码后比特序列。

完成信道编码之后，即进入信息映射和发送流程，以实现网络接入。

终端设备例如移动台可将信道编码后得到的编码后比特序列映射到EAB结构的信息比特部分，在RACH信道中发送给网络侧设备如BSS。

网络侧设备如BSS收到信道请求消息后，可从EAB结构的信息比特部分提取信息并解调信息，得到信道请求消息；然后，根据信道请求消息为终端设备例如移动台分配数据信道，将分配的数据信道的信息携带在指配消息中发送给终端设备；以GSM系统为例，可携带在立即指配命令中，通过准予接入信道(Access Grant Channel，AGCH)发送给终端设备例如MS。

终端设备例如移动台接收的指配消息后，即可获取指配消息包含的为移动台分配的数据信道的信息。进而，再通过业务请求，鉴权等等步骤，即可实现网络接入，具体的接入过程可参考相关协议的定义，本文中不再详细赘述。

需要说明的是，上述分配的数据信道的信息，不限于携带在AGCH信道的立即指配命令中，也可以是携带在其它指配消息中，本文对此不予限制。

综上所述，本发明实施例中，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因而在RACH信道采用EAB结构设计，将连续的至少两个时隙合并为一个EAB，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔部分的比特数，增加了信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

可见，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

实施例二

请参考图6，本发明实施例还提供另一种RACH覆盖增强的方法。

与实施例一以终端设备为执行主体不同，本实施例中，以网络侧设备为执行主体进行描述。方法可包括：

610、在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息；

所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；

620、从所述EAB结构中提取所述信道请求消息。

可选的，所述信道请求消息中包含覆盖等级信息或终端标识信息。

可选的，所述EAB结构包含以下部分：尾比特，同步序列，信息比特，保护间隔GP；其中，所述同步序列部分所包含的比特数大于只占用一个时隙的AB结构中同步序列部分所包含的比特数。

可选的，所述同步序列部分所包含的比特数是只占用一个时隙的AB结构中同步序列部分所包含的比特数的2倍。

关于本实施例方法的更详细的说明，请参考实施例一中记载的内容。

综上所述，本发明实施例中，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因而在RACH信道采用EAB结构设计，将连续的至少两个时隙合并为一个EAB，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔的比特数，增加了信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

可见，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

为了更好的实施本发明实施例的上述方案，下面还提供用于配合实施上述方案的相关装置。

实施例三

请参考图7a，本发明实施例提供一种终端设备，可包括：

映射模块710，用于将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中；

发送模块720，用于按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息；

其中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数。

请参考图7b，本发明一些实施例中，所述终端设备还可以包括：

编码模块730，用于对信道请求消息进行低于1/2码率的信道编码，将编码后得到的比特数量匹配到所需要的比特个数，得到比特数大于2N但不大于M的编码后比特序列。

以上，本实施例公开了一种终端设备，例如GSM系统中的移动台，该移动台具体可以是M2M device。关于本实施例终端设备的更详细的说明，请参考实施例一中记载的内容。

可以理解，本发明实施例的终端设备的各个功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例中，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因而在RACH信道采用EAB结构设计，将连续的至少两个时隙合并为一个EAB，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔的比特数，增加了AB中信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

可见，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

实施例四

请参考图8，本发明实施例提供一种网络侧设备，可包括：

接收模块810，用于在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息；

提取模块820，用于从所述EAB结构中提取所述信道请求消息；

其中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数。

以上，本实施例公开了一种网络侧设备，例如GSM系统中的基站子系统。关于本实施例网络侧设备更详细的说明，请参考实施例一和实施例二中记载的内容。

可以理解，本发明实施例的网络侧设备的各个功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例中，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因而在RACH信道采用EAB结构设计，将连续的至少两个时隙合并为一个EAB，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔的比特数，增加了AB中信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

可见，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述实施例一中记载的RACH覆盖增强的方法的部分或全部步骤。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述实施例二中记载的RACH覆盖增强的方法的部分或全部步骤。

请参考图9，本发明实施例还提供一种终端设备200，可包括：

接收器210、发送器220、存储器230和处理器240。在本发明的一些实施例中，接收器210、发送器220、存储器230和处理器240可通过总线或其它方式连接，其中，图9中以通过总线250连接为例。

当所述终端设备200运行时，处理器240可以控制发送器220执行方法实施例一中所述的RACH覆盖增强的方法流程。其中，处理器240将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中；发送器220按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息。

由上可见，在本发明的一些可行的实施方式中，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因而在RACH信道采用EAB结构设计，将连续的至少两个时隙合并为一个EAB，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔的比特数，增加了AB中信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

可见，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

请参考图10，本发明实施例还提供一种网络侧设备300，可包括：

接收器310、发送器320、存储器330和处理器340。在本发明的一些实施例中，接收器310、发送器320、存储器330和处理器340可通过总线或其它方式连接，其中，图9中以通过总线350连接为例。

当所述网络侧设备300运行时，处理器340可以控制接收器310执行实施例二中记载的RACH覆盖增强的方法流程。其中，接收器310在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息；处理器340从所述EAB结构中提取所述信道请求消息。

由上可见，在本发明的一些可行的实施方式中，考虑到M2M device大都用于静止或低速移动的场景，短时间内不会有明显的位置变化，因而在RACH信道采用EAB结构设计，将连续的至少两个时隙合并为一个EAB，相对于每个时隙使用一个保护间隔的现有技术，实质上减少了保护间隔的比特数，增加了AB中信息比特部分的比特数，从而取得了以下有益效果：

一方面，在承载的有效信息如信道请求消息的比特数不变的情况下，由于EAB中信息比特部分增加了，因而可以提高有效信息的编码冗余度，降低其调解门限，进一步提高RACH的覆盖性能；

另一方面，随着信息比特部分的增加，EAB可以承载更多的有效信息，从而提高RACH中时间资源的利用率；

可见，与每个时隙使用一个保护间隔的现有技术相比，本发明技术方案通过合并时隙，减少了保护间隔部分占用的时间资源，提高了信息比特部分占用的时间资源，从而，可以实现RACH的覆盖增强，可以提高物理资源的利用率。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的RACH覆盖增强的方法和相关设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种随机接入信道RACH覆盖增强的方法，其特征在于，包括：

将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；

按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中之前还包括：

对信道请求消息进行低于1/2码率的信道编码，将编码后得到的比特数量匹配到所需要的比特个数，得到比特数大于2N但不大于M的编码后比特序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述信道请求消息中包含覆盖等级信息或终端标识信息，以使网络侧设备接收所述信道请求信息后通过覆盖等级信息在覆盖增强的场景下有效分配该终端的资源使用情况。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，

所述EAB结构包含以下部分：尾比特，同步序列，信息比特，保护间隔GP；其中，所述同步序列部分所包含的比特数大于或等于只占用一个时隙的AB结构中同步序列部分所包含的比特数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述同步序列部分所包含的比特数是只占用一个时隙的AB结构中同步序列部分所包含的比特数的2倍。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述同步序列部分分为长度相等的两部分，分别用于承载完全相同的两个同步序列，每个同步序列与所述AB结构中的同步序列相同。

7.一种随机接入信道RACH覆盖增强的方法，其特征在于，包括：

在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；

从所述EAB结构中提取所述信道请求消息。

8.一种终端设备，其特征在于，包括：

映射模块，用于将信道编码后的信道请求消息映射到扩展的接入突发EAB结构中，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；

发送模块，用于按照所述EAB结构在随机接入信道RACH中发送所述信道请求消息。

9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，还包括：

编码模块，用于对信道请求消息进行低于1/2码率的信道编码，将编码后得到的比特数量匹配到所需要的比特个数，得到比特数大于2N但不大于M的编码后比特序列。

10.一种网络侧设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于在随机接入信道RACH中接收按照扩展的接入突发EAB结构发送的信道请求消息，所述EAB结构占用连续的至少两个时隙，所述EAB结构中只包含一个保护间隔GP部分，且所述GP部分所包含的比特数不少于只占用一个时隙的接入突发AB结构中GP部分所包含的比特数，所述EAB结构中的信息比特部分包含的比特数为M，M大于2N，N是只占用一个时隙的AB结构中的信息比特部分最多包含的比特数；

提取模块，用于从所述EAB结构中提取所述信道请求消息。