CN1172463C - 在码分多址移动通信系统中分配上行链路随机接入信道的方法 - Google Patents

在码分多址移动通信系统中分配上行链路随机接入信道的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种NB-TDD(窄带时分双工)系统中的上行链路随机接入过程。为实现对来自UTRAN(UMTS地面无线接入网络)的数据发送的应答，UE选择UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送选择的同步码。然后，UE在FPACH(快速物理接入信道)上接收来自UTRAN的同步码信息、关于同步码到达时间的信息、指示数据的发送时间的偏差的信息、以及指示UE中的功率增益调整的功率信息。UE根据时间更新信息和功率信息在从FPACH映射的P-RACH(物理随机接入信道)上发送数据。

Description

在码分多址移动通信系统中分配上行链路随机接入信道的方法
                    本发明的背景
1.技术领域
本发明总的涉及一种CDMA(码分多址)移动通信系统中的信道分配方法，特别涉及一种分配P-RACH(物理随机接入信道)、以便在RACH(随机接入信道)上传输数据的方法。
2.背景技术描述
随着移动通信技术的迅速发展，对支持数据和图象传输以及典型的语音业务的移动通信系统的需求正在增加。这种类型的移动通信系统被称作未来移动通信系统。未来移动通信系统通常用CDMA来实现。CDMA系统分为同步的和异步的。美国使用同步CDMA系统，而欧州和日本使用异步CDMA系统。因此，在美国和欧州正进行不同的标准化任务。欧州的未来移动通信系统被称作UMTS(通用移动电信系统)。
对用于基站之间彼此同步的NB-TDD(窄带时分双工)系统和UMTS系统的3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代伙伴项目)，正在进行全球应用技术规范的制作。3GPP组织已经提交了关于NB-TDD系统的技术报告。通过引用，技术报告的内容包含于此，并包括如下面概括的随机接入过程。
在NB-TDD CDMA通信系统中，随机接入过程分三个阶段进行：用时分帧与UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS地面无线电接入网络)同步并获得UTRAN信息；获得P-RACH；以及在P-RACH上发送RACH数据。
在描述随机接入过程之前，先描述(无线电)帧的结构。该(无线电)帧持续时间为10ms，并且包括两个子帧。每个子帧由七个常规时隙、下行链路导频时隙(DwTPS)和上行链路导频时隙(UpPTS)构成。
(1)与UTRAN同步并获得UTRAN信息：UE(用户设备)使用在下行链路导频时隙中接收到的64比特SYNC(同步)码，使其定时与UTRAN同步。有32个SYNC码，为每个UTRAN分配一个SYNC码。UE使用匹配滤波器来识别分配给特定UTRAN的SYNC码。识别后，UE就能够与基站同步。如果UE同步成功，它便可以根据从UTRAN周期性地广播的UTRAN信息、来获得在随机接入过程中使用的关于P-RACH和F-PACH(快速物理接入信道)的信息。P-RACH和FPACH信息包括分配给P-RACH和FPACH的码、扩频因子(SF)、中置码、以及时隙。UE从UTRAN信息中确定FPACH与P-RACH之间一对一的匹配关系。
(2)获得P-RACH：为每个SYNC码分配8个SYNC1码。UE选择在阶段1中识别的、分配给SYNC码的8个SYNC1码中的一个，并在上行链路导频时隙中发送选择的SYNC1码。UTRAN检测SYNC1码的到达时间和功率，计算时间和功率的偏差，并在对应的FPACH上、在4个或更少的子帧内向UE发送该偏差。对应的FPACH是指分配给被选择的SYNC1码的FPACH。SYNC1码和FPACH之间的关系也包括在阶段1的UTRAN信息中。FPACH包括关于SYNC1码的类型和在其中接收SYNC1码的子帧的信息。发送SYNC1码后，UE在4个子帧中监视FPACH，并且，如果它接收到了用于UE的FPACH，便确定UTRAN已经对UE发送的SYNC1码进行了应答。然后，UE被授权使用与FPACH对应的P-RACH。
(3)发送RACH数据：UE被分配给FPACH的两个子帧之后的P-RACH，UE在P-RACH上发送RACH数据。
在上述随机接入过程中，SYNC1码与FPACH和P-RACH一一对应。因此，如果在一个子帧中定义的FPACH或P-RACH少于8个，则可以使用少于8个的SYNC1码。这就意味着UE只能使用更少的SYNC1码，结果，信道冲突很可能增加。一个子帧是NB-TDD CDMA通信系统中设定的单位时间，5ms。如果每个子帧使用了比FPACH或P-RACH多的SYNC1码，则由于SYNC1码与FPACH/P-RACH之间的一对一的匹配关系，P-RACH资源被消耗，并且延长了连接时间延迟。
                     本发明概述
因此，发明的一个目的是提供一种在NB-TDD CDMA通信系统中，在随机接入中有效地使用信道的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在NB-TDD CDMA通信系统中，使获得P-RACH所需时间最少的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在NB-TDD CDMA通信系统中，使RACH最少的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在NB-TDD CDMA通信系统的UTRAN中的随机接入过程中，分配FPACH和P-RACH而不把同步码映射到FPACH和P-RACH的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在NB-TDD CDMA通信系统中的随机接入过程中，对用于每个FPACH和P-RACH的多个同步码进行分组，并根据接收到的同步码组来分配FPACH和P-RACH的方法。
本发明的另一个目的是提供一种从UTRAN发送包括关于具有FPACH的子帧的信息的信号，以便UE只监视指定的子帧来接收用于由UE发送的同步码的应答的方法。
本发明的另一个目的是提供一种在用I-FPACH(索引FPACH)信号应答同步码后，用FPACH信号证实用于同步码的应答，并以此使信号冲突概率最小化，并且提高P-RACH的分配效率的方法。
通过在NB-TDD系统中提供上行链路随机接入过程，来实现上述的和其它的目的。为实现对来自UTRAN的数据发送的应答，UE选择UTRAN用来识别请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送该选择的同步码。然后，UE在FPACH上接收来自UTRAN的同步码信息、关于同步码的到达时间的信息、指示数据的发送时间的偏差的时间更新信息、以及指示对UE中的功率增益调节的功率信息。UE根据时间更新信息和功率信息，在从FPACH映射的P-RACH上发送数据。
根据本发明，提供一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)的覆盖范围内的用户设备(UE)上，认定来自UTRAN的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
选择被UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送关于被选择的同步码的信息；
在快速物理接入信道(FPACH)上接收来自UTRAN的同步码信息、关于同步码到达时间的信息、指示数据的发送时间的偏差的时间更新信息、指示UE中的功率增益调整的功率控制信息；以及
根据时间更新信息和功率控制信息，在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上发送RACH数据。
根据本发明，还提供一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)上，认定向UTRAN的覆盖范围内的用户设备(UE)的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
在子帧时隙中接收UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码；
根据包括同步码的每个子帧的到达时间和子帧中的预定的接收时隙，来检测接收时间延迟，测量每个同步码的接收功率，并且在快速物理接入信道(FPACH)上发送包括同步码、带有同步码的每个子帧的到达时间、时间延迟、以及功率测量的信息；以及
根据时间信息和功率控制信息，在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上接收来自UE的数据。
根据本发明，还提供一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)的覆盖范围内的用户设备(UE)上，认定来自UTRAN的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
在UE中选择UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送关于选择的同步码的信息；
在时隙中接收包括同步码的信息，根据包括同步码的子帧的到达时间和子帧中的预定的接收时隙，来检测接收时间延迟，测量每个同步码的发送功率，并在UTRAN中、在快速物理接入信道(FPACH)上向UE发送包括同步码、带有同步码的每个子帧的到达时间、时间延迟以及功率测量的信息；以及
在快速物理接入信道(FPACH)上接收来自UTRAN的同步码信息、关于同步码的到达时间的信息、指示数据发送时间的偏差的时间更新信息、指示UE中的功率增益调整的功率信息，并根据时间更新信息和UE中的功率信息在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上向UTRAN发送数据。
根据本发明，还提供一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)的覆盖范围内的用户设备(UE)上，认定来自UTRAN的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
选择被UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送关于该被选择的同步码的信息；
在索引快速物理接入信道(I_FPACH)上从UTRAN接收指示带有应答发送的同步码的快速物理接入信道(FPACH)的子帧的信息；
在由I_FPACH指示的FPACH上接收时间更新信息和功率控制信息；以及
根据时间更新信息和功率信息在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上发送数据。
根据本发明，还提供一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)上，认定向UTRAN的覆盖范围内的用户设备(UE)的随机接入信道(RACH)数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
在子帧的时隙中接收UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个；
在索引快速物理接入信道(I_FPACH)上向UE发送指示带有应答接收到的同步码的快速物理接入信道(FPACH)的子帧的信息；
在由I_FPACH指示的FPACH上发送时间更新信息和功率控制信息；以及
在根据时间更新信息调整的时间，并且以根据功率信息控制的功率，在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上接收来自UE的RACH发送数据。
根据本发明，还提供一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中认定随机接入信道(RACH)数据发送的方法，在该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
选择被UMTS地面无线接入网络(UTRAN)用于标识请求数据发送的用户设备(UE)的多个同步码的一个，并由UE在子帧的时隙中发送被选择的同步码；
由UTRAN接收来自UE的包括同步码的信息，在索引快速物理接入信道(I_FPACH)上向UE发送指示带有应答同步码的快速物理接入信道(FPACH)的子帧的信息，并在FPACH上向UE发送包括时间更新信息和功率控制信息应答；以及
由UE接收来自UTRAN的I_FPACH帧和FPACH帧，并根据时间更新信息和功率控制信息在P-RACH上向UTRAN发送RACH数据。
                     附图的简要说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明的一个实施例，在UE中获得向UTRAN发送数据的P-RACH的过程的流程图；
图2是根据本发明的实施例，在UTRAN中分配P-RACH的过程的流程图；
图3是根据本发明的另一实施例，分配FPACH和P-RACH示意图；
图4是根据本发明的第三实施例，在UE中获得向UTRAN发送数据的P-RACH的过程的流程图；
图5是根据本发明的第三实施例，在UTRAN中的P-RACH分配过程的流程图；
图6是根据本发明的第三实施例的I-FPACH信号的结构示意图；
图7是根据本发明的第三实施例，在码率为1/2和约束长度为8的卷积编码器中，对图6中示出的I-FPACH进行卷积编码的示意图；
图8是根据本发明的第三实施例，在(11，5)块编码器中对图6中所示的I-FPACH进行块编码的示意图；
图9是根据本发明的第三实施例，当每个子帧的I-FPACH中的ACK的数量少于P-RACH的数量，或者同步码的数量大于P-RACH的数量时，重复ACK的示意图；
图10是根据本发明的第三实施例，NB-TDD子帧的结构和在UTRAN中可识别的UpTPS的到达时间的示意图；
图11是根据本发明的第三实施例，在随机接入过程中同时在一个FPACH上向多个UE发送与RACH数据发送相关的信息的示意图；以及
图12是根据本发明的第三实施例，在随机接入过程中I-FPACH、FPACH和P-RACH之间的映射关系的示意图。
                     优选实施例的详细描述
以下，将参照附图来描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，对众所周知的功能功或结构没有进行详细的描述，因为它们会在不必要的细节上使本发明变得不突出。
本发明提供了一种通过修改同步码和FPACH之间现有的映射关系而有效地使用P-RACH资源并减少获得P-RACH所需时间的方法，其中，获得P-RACH所需时间是指在P-RACH上发送SYNC1码(在下文中，称之为同步码)与发送RACH数据之间的时间。并且还提供了一种在一个FPACH上应答多个同步码的方法。
根据本发明的随机接入过程的一个实施例，一个FPACH发送用于多个同步码的应答(ACK，acknowledgment)而不把同步码映射到FPACH/P-RACH，因此提高了信道效率。当接收到来自UE的同步码时，UTRAN任意选择FPACH和P-RACH。结果提高了FPACH和P-RACH资源的使用效率，并且减少了应答每个同步码所需的时间。
根据本发明的随机接入过程的另一实施例，通过改变FPACH与P-RACH之间的传统的映射关系，一个FPACH同时发送用于多个同步码的ACK。因此，与传统的随机接入过程相比，前向资源被有效利用了。
根据本发明的随机接入过程的第三实施例，与传统的RACH分配方法相比，使用I-FPACH信号来减少评估所有的FPACH的复杂性，并有效地利用了前向资源。
图1是根据本发明的一个实施例，在UE中获得向UTRAN发送数据的P-RACH的过程的流程图。参照图1，在步骤101中，UE具有要发送的RACH数据。这里，假定UE已经首先获得了下行链路的同步，并预先从UTRAN接收到了与RACH·发送相关的信息。可以从UTRAN预先或从预置码接收关于可用于UE的N个同步码的信息。在步骤102中，UE选择N个同步码中的一个。上层可以设置N。N可以是一个常数，例如8。如果N是8，最好使用全部的8个给定的同步码，以便避免信道冲突。在步骤103中，UE在UpPTS中发送选择的同步码。同时在该步骤中，UE进行获得上行链路同步的操作，但是这超出了本发明的范围，不对其进行描述。
在步骤104中，UE初始化计数器，以便对同步码发送之后接收到的子帧进行计数。计数值指示UE为获得具有用于发送的同步码的ACK的FPACH信号而监视的子帧数。在步骤105中，UE将计数值与要监视的最大子帧数M进行比较。如果计数值小于或等于M，这意味着还有要监视的子帧，过程转到步骤106。如果计数值大于M，这就意味着UE在M个子帧里未能接收到FPACH，它在步骤110中再次发送同步码来请求RACH。
在步骤106中，UE接收FPACH并检查FPACH是否包括用于发送的同步码的ACK。FPACH具有指示所发送的带同步码的子帧距当前子帧有多少子帧的信息。因此，即使另一个UE在不同的子帧内发送了相同的同步码，UE也可以将其自己的FPACH与用于其它UE的FPACH区分开来。并且，UE能够根据同步码和FPACH信号的子帧信息来确定FPACH是否是用于该UE的。由于在FPACH中设置的同步码可能与发送的同步码相同或不同，因此UE监视每个子帧中的FPACH，并确定该FPACH是否具有用于发送的同步码的ACK。如果一个子帧具有多个FPACH，则UE监视所有的FPACH。其优点是：和同步码与FPACH之间具有一对一映射关系的传统的系统相比，减少了时间延迟。另一个优点是：充分利用了全部的FPACH和P-RACH，因此提高了资源的使用效率。一个FPACH对应于一个或多个P-RACH。如果一个FPACH对应于两个或更多的P-RACH，则FPACH与P-RACH之间的匹配关系可以从UTRAN信息预先知道，或者通过引用FPACH信息中包括的P-RACH信息而知道。
在步骤107中，UE确定接收到的FPACH是否具有用于发送的同步码的ACK。如果有，UE便转到步骤108，否则，它便转到步骤111，在步骤111，它将子帧的计数器加1。步骤105、106、107以及111可出现多达M次。例如，如果M是2，并且用于发送的同步码的ACK在第二个子帧中，则上述步骤出现2次。如果ACK在第一个子帧内，则上述步骤执行一次。
在步骤108中，在接收FPACH的H个子帧之后，UE在对应的P-RACH上发送RACH数据。H被设置为一个预定的值，例如2。当在FPACH上接收到ACK后，UE在两个子帧之后，在分配的P-RACH上发送RACH数据。如果将两个或更多的P-RACH分配到一个子帧中，则根据UTRAN信息提供的FPACH与P-RACH之间的关系，检测对应的P-RACH。当FPACH包括P-RACH信息时，就没必要参考UTRAN信息来知道FPACH与P-RACH之间的对应关系。
同时，如果在步骤105中UE在M个子帧内没有接收到ACK，并且在步骤110中再次尝试RACH请求，则物理层向MAC层报告失败，然后在一个随机的延迟时间后，MAC层向物理层请求RACH发送。或者在一个预定的时间后，物理层可能自己尝试随机接入。在步骤102中，在预定的时间延迟后，随机接入过程再次在步骤102中开始。
图2是根据本发明的实施例，在UTRAN中根据在UpPTS中接收到的同步码，通过FPACH分配P-RACH的过程的流程图。参照图2，在步骤201中，UTRAN检测子帧的UpPTS中的同步码。在步骤202中，UTRAN在对最后M个子帧进行检测但没有应答的同步码，以及在当前帧中接收的同步码中，选择要通过FPACH应答的同步码。UTRAN能够在一个子帧中发送对于与每个子帧分配的P-RACH一样多或比它少的同步码的ACK。
在步骤203中，UTRAN在FPACH上发送用于选择的同步码的ACK。FPACH信号可包括关于选择的同步码、在其中接收选择的同步码的子帧、以及它们的发送功率的校正和发送时间的修改的信息。FPACH是定义为一个时隙和一个信道化码的物理信道。一个FPACH可与一个或更多的P-RACH相对应。换句话说，能够在一个FPACH上发送用于多个同步码的ACK。由于在本发明中同步码和FPACH之间没有固定的匹配关系，所以任意选择一个FPACH用于特定的同步码。在步骤204中，UTRAN接收与发送了ACK的FPACH相对应的P-RACH。FPACH在P-RACH的H个子帧之前。例如H是2。H被设置在UTRAN信息中或者在FPACH信息中。
在UE中的P-RACH获得过程中，UE选择N个同步码中的一个(阶段1)。在UpPTS中一接收到来自UE的同步码，UTRAN就在接收到的同步码中选择同步码，并于M个子帧内在FPACH上发送ACK(阶段2)。一接收到FPACH信号，UE就在接收到FPACH的H个子帧之后，在与FPACH相关的P-RACH上发送数据(阶段3)。
如前所述，N是分配给一个小区的同步码的数量，大于1。例如N可能是8。M等于分配给该小区的每个子帧的P-RACH/FPACH的数量L。换句话说，M可由L和N来确定。M还可以从UTRAN信息中得知。例如，如果N是8，且L是2，则M就是2。
表1说明了本发明的实施例的同步码、FPACH和P-RACH之间的映射关系。
(表1)
  子帧号 .   n     n+1     n+2     n+3     n+4     n+5     n+6     n+7 .
  选择的同步码 .   S1S2S3     S2S5     S1S3S4S6     -     S8     . .
  FPACH .   .   F1_1_S1F2_1_S3   F1_2_S2F2_1_S2   F1_1_S3F2_1_S4   F1_2_S1F2_2_S6   F1_1_S8- .
  P-RACH .   .   R1(n+3)R2(n+3)   R1(n+4)R2(n+5)   R1(n+5)R2(n+5)   R1(n+6)R2(n+6)    R1(n+7)- .
在表1中，N＝8：同步码的数量；
M＝2：UE应当监视以便获得用于它的同步码的ACK的子帧的数量，即，带有UTRAN对其发送ACK的同步码的最后的子帧的数量；
L＝2：每个子帧的分配的P-RACH的数量；
H＝2：FPACH和对应的PRACH之间的时距(子帧)；以及
“选择的同步码”是指UE在同步码S1至S8中选择的同步码。
FPACH用F_1_n_Sk和F_2_n_Sk表示。F_1_n_Sk是第一FPACH，F_2_n_Sk是第二FPACH。这里，n表示在其中接收同步码的子帧的位置。如果n是1，则与F_1_1_Sk有关的同步码在前一个子帧中被接收。如果n是2，则与F_1_2_Sk有关的同步码在当前帧的两个子帧之前被接收。Sk表示接收的同步码，S1到S8中的一个。例如，对F_1_1_S1来说，第一FPACH发送在前一个子帧中接收的同步码S1的ACK。对F_1_2_S2来说，第一FPACH发送在当前帧的两个子帧之前接收的同步码S2的ACK。
P-RACH用R1(n)和R2(n)表示。R1(n)表示第n个子帧中的第一P-RACH，R2(n)表示第n个子帧中的第二P-RACH。R1(n)与第(n-2)个子帧中的第一FPACH相对应，R2(n)与第(n-2)个子帧中的第二FPACH相对应。
下面将根据表1描述当UTRAN在第n个子帧中接收到来自3个UE的同步码S1、S2和S3时，子帧、同步码，以及FPACH和P-RACH之间的关系。
UTRAN选择同步码S1和S3，并在第(n+1)个子帧中的任意选择的FPACH上发送ACK。UTRAN在第一FPACH(F1_1_S1)上发送用于同步码S1的ACK，并在第二FPACH(F2_1_S3)上发送用于同步码S3的ACK。根据表1，FPACH在它对应的P-RACH的两个子帧之前。因此，在第n个子帧中发送了同步码S1的UE在第(n+3)个子帧中的第一P-RACH(R1)上发送RACH数据，并且，在第n个子帧中发送了同步码S2的UE在第(n+3)个子帧中的第二P-RACH(R2)上发送RACH数据。
UTRAN在第(n+1)个子帧中接收同步码S2和S5。在第n个子帧中接收但还没有被应答的同步码S2、以及在第(n+1)个子帧中接收的同步码S2和S5中，UTRAN选择在第n个子帧中接收的同步码S2和在第(n+1)个子帧中接收的同步码S2，并在第(n+2)个子帧中的FPACH上发送用于选择的同步码的ACK。F1_2_S2表示第一FPACH发送用于在当前子帧的两个子帧之前，即，在第n个子帧中，接收的同步码S2的ACK，F2_1_S2表示第二FPACH发送用于在前一个帧中，即，在第(n+1)个子帧中，接收的同步码S2的ACK。
在第(n+2)个子帧中，UTRAN检测4个同步码S1、S3、S4和S6。UTRAN选择同步码S3和S4，并在第(n+3)个子帧中的第一FPACH(F1_1_S3)和第二FPACH(F2_1_S4)上发送用于选择的S3和S4的ACK。然后，UTRAN在第(n+4)个子帧中的第一FPACH(F1_2_S1)和第二FPACH(F2_2_S6)上发送用于其它的同步码S1和S6的ACK。发送了同步码S3和S4的UE在第(n+5)个子帧中的P-RACH(R1和R2)上发送RACH数据，并且发送了同步码S1和S6的UE在第(n+6)个子帧中的P-RACH(R1和R2)上发送RACH数据。
UTRAN在第(n+4)个子帧中接收同步码S8，并在第(n+5)个子帧中的第一FPACH上发送用于同步码S8的ACK。然后，UE在第(n+7)个子帧中的第一P-RACH上发送RACH数据。在第(n+1)个子帧发送了同步码S5的UE未能接收用于同步码S5的ACK。这种情况的发生是由于业务临时集中造成的。
如果整个业务不大但是业务很可能象上面的例子那样集中，可通过增加M来将所有发送同步码的UE分配给P-RACH。该方法将参照图3进行描述。
根据本发明的另一实施例，即使每个子帧的P-RACH少于可用的同步码，也可以充分利用全部可用的同步码，因此使冲突概率减至最小。为方便起见，作为例子，可用的同步码的数量是8，每个子帧的P-RACH的数量是2。
在传统的随机接入过程中，在同步码与P-RACH之间设置了一一对应的关系。因此，如果在一个子帧中分配了两个P-RACH，便不能使用多于两个的同步码。当许多UE请求P-RACH时，选择同一个同步码的概率便增加了，结果，RACH冲突的概率也增加了。本发明可以解决该问题。
参照图3，每个子帧有两个P-RACH和两个FPACH。为了充分利用所有可用的同步码，对每个子帧的P-RACH和FPACH都进行了编号。也就是说，第n个子帧中的P-RACH和FPACH的编号分别为R1、R2、F5和F6。第(n+1)个子帧中的P-RACH和FPACH的编号分别为R3、R4、F7和F8。第(n+2)个子帧中的P-RACH和FPACH的编号分别为R5、R6、F1和F2。第(n+3)个子帧中的P-RACH和FPACH的编号分别为R7、R8、F3和F4。第(n+4)个子帧中的P-RACH和FPACH的编号分别为R1、R2、F5和F6。可以在一个时隙上识别FPACH和P-RACH。
当UE在第n个子帧中发送同步码S1时，它在第(n+2)个子帧中接收FPACH F1，检查FPACH是否具有用于该UE的ACK，如果有，则UE在第(n+4)个子帧中的P-RACH R1上发送RACH数据。也就是说，发送同步码Sk后，UE接收FPACH Fk，并且如果它通过FPACH Fk接收了ACK，则UE在P-RACH Rk上发送RACH数据。同步码与对应的FPACH之间的时距可从UTRAN信息中得知。或者用同步码的数量、每个子帧的FPACH的数量、以及每个子帧的P-RACH的数量通过下式得到：
.....(1)
式中，A是同步码的数量，B是每个子帧的FPACH或者P-RACH的数量，M是在发送同步码后为获得对应的FPACH而监视的子帧的最大数， 是等于或小于x的最大整数。如果A＝8，B＝2，则M＝4。
根据UE选择的同步码确定带有FPACH的子帧。如果UE在第n个子帧中发送同步码S1，则它在两个子帧之后，即，在第(n+2)个帧中接收FPACHF1。如果UE在第n个子帧中发送同步码S3，则它在三个子帧之后，即，在第(n+3)个帧中接收FPACH F3。如果UE在第n个子帧中发送同步码S5，则它在4个子帧之后，即，在第(n+4)个帧中接收FPACH F5。在有可能在与发送同步码相同的子帧中接收FPACH的系统中，在特定的子帧中选择同步码S5或S6的UE在相同的子帧中接收FPACH F5或F6。如果UE在第n个子帧中选择同步码S7，则它在下一个子帧中，即，在第(n+1)个子帧中接收FPACH F7。选择同步码S2、S4、S6和S8的UE以相同的方式接收FPACH。
UTRAN也根据上述过程进行操作。例如，UTRAN在从第n至第(n+3)个子帧中或在第(n+1)至第(n+4)个子帧中接收到的同步码中，分别在FPACHF5和F6上发送用于同步码S5和S6的ACK。
在FPACH上接收到ACK后，UE在与FPACH对应的P-RACH上发送RACH数据。对FPACH和P-RACH之间的关系进行预置或从UTRAN信息中得知。在图3中，假定FPACH在P-RACH的两个帧之前。也就是说，第n个子帧中的FPACH F5和F6对应于第(n+2)个子帧中的P-RACH R5和R6，并且第(n+1)个子帧中的FPACH F7和F8对应于第(n+3)个子帧中的P-RACHR7和R8。因此，即使当分配给每个子帧的P-RACH少于同步码时，也能够充分地利用可用的同步码。结果，与使用的同步码比可用的同步码少的情况相比，冲突的概率减小了。
在本发明的第二实施例的随机接入过程中，UTRAN发送关于每个子帧的FPACH和P-RACH的数量以及FPACH与P-RACH之间的对应关系的信息。可用的同步码的类型和数量可以预置或者由UTRAN确定，并包括在UTRAN信息中(阶段1)。UE根据同步码的数量和FPACH或P-RACH的数量确定接收周期(reception period)的长度，即，为了接收ACK要监视的子帧的数量。同步码的数量是可用的同步码的总数。一个同步码可以与一个FPACH或P-RACH对应，或者一组同步码可以与一个FPACH或P-RACH对应。在后面的情况中，公式(1)中的A变为同步码组的数量(阶段2)。UE在子帧的UpPTS中发送选择的同步码，并接收对应的FPACH(阶段3)。在UpPTS中接收到同步码后，UTRAN选择在与可用于在当前子帧内发送ACK的FPACH相对应的M个子帧内接收的同步码中的一个，并在FPACH上发送用于选择的同步码的ACK(阶段4)。一接收到ACK，UE便在与接收到的FPACH对应的P-RACH上发送RACH数据(阶段5)。
在UTRAN中为子帧分配FPACH由同步码的数量(或同步码组的数量)以及每个子帧的FPACH/P-RACH的数量确定。如果同步码组的数量是G，每个子帧的FPACH/P-RACH的数量是Q，则G等于或大于Q。然后按以下方式分配FPACH。
如果K*Q＝最小公倍数(G，Q)，则K是把相同的同步码映射到对应的FPACH的最小周期，用子帧的数量表示。
(1)如果K是2的倍数，则对每个具有两个子帧的帧进行K/2模运算，并且从余数为0的帧的第一个子帧开始，按顺序地把带有连续索引的Q个FPACH分配给每个子帧。这里，K/2模是K除以2的余数。
(2)如果K不是2的倍数，则对每个都具有两个子帧的帧进行K/2模运算，并且把带有连续索引的Q个FPACH分配给余数为0的帧的第一个子帧至第K个子帧，然后把带有连续索引的Q个FPACH分配给K个其它子帧的每一个。
图3图解说明了G＝8，Q＝2，K＝4的情况。
表2说明了当G＝4，Q＝3，K＝2时，本发明的第二实施例的FPACH分配方法。
(表2)
      第n个帧      第(n+1)个帧     第(n+2)个帧     第(n+3)个帧      第(n+4)个帧
  第一个子帧   第二个子帧   第一个子帧   第二个子帧   第一个子帧   第二个子帧   第一个子帧   第二个子帧   第一个子帧   第二个子帧
    F1F2F3     F4F1F2     F3F4F1     F2F3F4     F1F2F3     F4F1F2     F3F4F1     F2F3F4     F1F2F3     F4F1F2
参照表2，根据K/2(＝2)模运算，第n个帧的余数为0。将FPACH F1，F2和F3分配给第n个帧的第一个子帧，然后把FPACH F4，F1和F2分配给第二个子帧。K/2模运算后第(n+1)帧的余数为1。象第n帧一样，第(n+2)帧经K/2模运算后余数为0，并且分配FPACH的顺序与第n帧中的相同。
图4是本发明的第三实施例的UE中的P-RACH获得过程的流程图。参照图4，在步骤401中，在UE中产生要发送的RACH数据。这里假定UE已经首先获得了与基站的同步，并从基站接收了与RACH发送有关的信息。UE可以接收UTRAN信息中的关于可用的同步码的信息，或者使用分配的同步码。在步骤402中，UE选择N个同步码中的一个。N由上层设定，或者设置为常数，例如8。如果一个小区有8个同步码，最好充分利用所有的同步码以避免冲突。UE可任意选择一个同步码。
在步骤403中，UE发送在UpPTS中选择的同步码。同时UE尝试获得上行链路的同步。在步骤404中，UE初始化计数器。计数器值是为了发送的同步码的应答，即，I_FPACH，而监视的子帧的数量。如果为了I_FPACH而要被监视的子帧的最大数量M为1，则步骤405、411、412和413可以省略。M是作为信号消息从上层发送的，或者根据每个子帧的P-RACH的数量确定。
在步骤405中，UE把当前的计数器值与M进行比较。如果计数器值小于或等于M，则UE转到步骤406。反之，如果计数器值大于M，这就意味着UE未能在M个子帧内接收到ACK，则UE转到步骤413，以尝试重新发送同步码。
在步骤406中，UE接收并检查I_FPACH是否是用于发送的同步码的。一个I_FPACH存在于每个子帧中，并且包括关于UTRAN应答的同步码的类型和到达时间的信息。UTRAN可使用I_FPACH应答多达8个的同步码。根据关于I_FPACH的信息，UE可确定发送的同步码是否被应答，并将它自己的同步码与不同的UE在不同的子帧中选择的相同的同步码区分开来。UE根据I_FPACH中的子帧信息可识别它在其中发送同步码的子帧。也就是说，I_FPACH指示出发送的子帧距当前子帧有多少子帧。因此，即使不同的UE在不同的子帧中发送了相同的同步码，UTRAN也能够区分在特定的子帧中发送该同步码的UE，并向该UE发送ACK。并且，UE可根据包括在I_FPACH信号中的同步码和子帧信息来确定ACK是否是用于该UE的。I-FPACH信号中的同步码信息可与UE发送的同步码相同或不同。I_FPACH的结构和编码将在后文进行描述。
在步骤407中，UE评估接收到FPACH是否具有用于发送的同步码的ACK。如果有，则UE转到步骤408，否则，它便转到步骤411，在步骤411，将计数加1。步骤405、406、407和411可出现多达M次。例如，如果M为2，并且用于发送的同步码的ACK在第二个子帧中，则上述步骤将出现2次。如果ACK在第一个子帧中，则上述步骤执行1次。
在步骤408中，UE检查由I_FPACH指定的FPACH，并检测要在P-RACH发送上反映的发送时间偏差和发送功率偏差。这里，UE可以确认FPACH是分配给该UE的。I_FPACH对FPACH的指定和FPACH的结构将在后文进行描述。如果在步骤409中确认出FPACH是分配给该UE的，则过程转到步骤410。否则，UE转到步骤412。
在步骤410中，UE在接收到FPACH的H个子帧之后，在对应的P-RACH上发送RACH数据。可以将H设置为一个预定的值，例如2。当在FPACH上接收到ACK信号后，UE在两个子帧后，在指定的P-RACH上发送RACH数据。如果在一个子帧中指定了两个或更多的P-RACH，则可从UTRAN信息中得知FPACH与P-RACH之间的映射关系。因此，如果在FPACH上接收到ACK，H个子帧之后的P-RACH可用于该UE。当FPACH包括P-RACH信息时，便没有必要在UTRAN信息中设置FPACH与P-RACH之间的匹配关系。
如果在步骤405中UE在M个子帧中未能接收到ACK，则在步骤413中，它重新开始RACH随机接入过程。在这种情况下，物理层向MAC层报告失败，并且在一个随机的延迟时间后，MAC层向物理层请求RACH发送。或者物理层在一个预定的时间之后尝试RACH发送。在预定的时间延迟后，RACH信道分配过程重新开始。也就是说，如果UE在预定的时间内未能接收到用于发送的同步码的I_FPACH信号，它便再次重发同步码。如果在步骤407中UE未能在I_FPACH上接收到ACK信号，则它在步骤411中将计数加1。如果在步骤409中UE在FPACH确认中失败，则它在步骤412中将计数加2。
图5是根据本发明的第三实施例，在UTRAN中对应于在UpPTS中从UE接收到的同步码，用I_FPACH和FPACH分配P-RACH的过程的流程图。参照图5，在步骤501中UTRAN接收同步码。在步骤502中，UTRAN从在M个子帧内接收到但还没有应答的同步码、以及在当前子帧中接收的同步码中，选择要通过FPACH应答的同步码。UTRAN可在一个子帧中对多个同步码发送ACK，其中，同步码与在每个子帧中分配的P-RACH一样多或比它少。
在步骤503中，UTRAN在I_FPACH上发送用于选择的同步码的ACK。该I_FPACH信号可包括关于选择的同步码和已在其中接收了选择的同步码的子帧的索引的信息。在步骤504中，UTRAN发送FPACH信号，该信号包括关于用于选择的同步码的发送功率偏差和发送时间偏差的附加信息。此外，FPACH还可包括应答信息，在UE通过I_FPACH接收到用于其同步码的ACK后，UE可根据该应答信息对它们进行应答。应答可防止由信号冲突引发的错误，并提高了可靠性。FPACH信号在I_FPACH之后的一个子帧发送。一个FPACH可对应一个或多个P-RACH。也就是说，用于多个同步码的ACK信号可在一个FPACH上发送。由于在本发明中同步码与FPACH之间没有映射关系，因此可选择任意的FPACH用于特定的同步码。与传统的FPACH与P-RACH一一对应相比，如果P-RACH可用，可以立即对它们进行分配。因此，有效地利用了P-RACH资源，并且减少了随机接入过程中的延迟。
在步骤505中，UTRAN接收与FPACH对应的P-RACH。FPACH在P-RACH的H个子帧之前。例如H为5。H是FPACH与P-RACH之间的瞬时间隔，表示它们的对应关系。每个FPACH与H个子帧之后的一个PRACH相对应。H在UTRAN信息中设置或包括在FPACH信息中。
在第二实施例的P-RACH获得过程中，UE选择N个同步码中的一个，并在UpPTS中把它发送到UTRAN(阶段1)。一旦接收到来自UE的同步码，UTRAN便选择同步码，并且在M个子帧内用I_FPACH信号发送用于选择的同步码的ACK(阶段2)。接收到I_FPACH信号的一个子帧之后，UE在FPACH上接收附加信息，并在接收FPACH的H个子帧之后，在与该FPACH相关的P-RACH上发送数据(阶段3)。同步码的数量N是大于1的整数。例如N可以是8。
下面将描述本发明的I_FPACH的特性。
UE可以根据I_FPACH信号的信息确定是否有用于它的同步码的ACK，而不用在每个子帧中监视FPACH。一接收到ACK信号，UE便对一个子帧之后从UTRAN接收的FPACH进行检查。UE从FPACH获得用来应答用于所发送的同步码的ACK的同步码信息和关于要分配给该UE的P-RACH的信息。UTRAN选择接收到的同步码中的一些，并用I_FPACH信号授权接入选择的同步码的P-RACH。UTRAN可同时在I_FPACH上发送用于与每个子帧的P-RACH一样多的同步码的ACK。每个子帧的P-RACH的最大数是同步码的数。用于每个同步码的ACK包括以下信息。
1.同步码的索引：UTRAN用I_FPACH信号发送关于在接收的同步码中选择的并标识要应答的同步码的索引。UE根据同步码索引信息来确定I_FPACH信号中包括的ACK是用于什么同步码的。
2.同步码的到达时间：UTRAN用I_FPACH信号发送关于选择的同步码的到达时间的信息。这样，UE就能够识别在不同的子帧中发送的相同的同步码，并使在每个子帧中可用于UE的同步码的数量最大化。
通过下式可计算出同步码索引在比特中的比特数lindex，以及同步码的到达时间的比特数ltime：
Figure C0180165200241
式中，N是同步码的数量，而
Figure C0180165200242
是等于或大于x的最小整数。
式中，M是UE在其中监视I_FPACH的子帧的数量，即，具有关于UTRAN发送ACK的同步码的信息的子帧的最大数。UE应该监视M个子帧来确定在每个子帧中的I_FPACH是否具有用于它发送的同步码的ACK。如果UE未能在M个子帧中接收到ACK，则它在预定的延迟后再次尝试随机接入。
图6是本发明的第三实施例的I_FPACH的结构图。这里，每个子帧的P-RACH的数量是8，同步码的数量也是8，并且UE应该在4个连续的子帧中监视I_PACH。参照图6，本发明的I_FPACH由8个ACK区构成，它们是ACK_0(601-1)、ACK_1(601-2)、…、ACK_7(601-8)。每个ACK区有一个3比特的同步码索引603和一个2比特的同步码到达时间605，以指示用于一个同步码的ACK。因此，I_FPACH总共有40个比特。
可使用卷积编码器或块编码器对I_FPACH进行编码。如果是卷积编码，则可使用NB-TDD系统中支持的数据率为1/2或1/3的卷积编码器。如果是块编码，则输入信息比特的数量n由下式确定：
Figure C0180165200251
                                        .....(4)
输出编码比特的数量m由下式确定：
Figure C0180165200252
                                        .....(5)
式中，M、N和
Figure C0180165200253
与公式2和公式3中的M、N和 的意义相同。
图7是本发明的第三实施例的I_FPACH的卷积编码的示意图。这里，码率是1/2，并且使用约束长度等于9的卷积编码器。在701，将8个尾部比特与40比特的I_FPACH信息连接到一起。对于I_FPACH信息的输入，卷积编码器703输出96比特。然后，在收缩器(puncturer)705中从96比特中收缩掉8比特。这样，输出88比特已编码的I_FPACH信号，因为NB-TDD前向物理信道有88比特。
图8是本发明的第三实施例的I_FPACH的块编码的示意图。这里，根据公式4和公式5，m＝11且n＝5。在块编码器801中对I_FPACH的8个ACK区进行编码，然后输出88比特已编码的I_FPACH。如图6所示，对于40比特IFPACH的输入，(11，5)块编码器801以5比特为基准进行块编码，并输出11位。因此，编码的I_FPACH信号总共有88位。
如果每个子帧的同步码的数量比每个子帧的P-RACH的数量大，或者它们相同但UTRAN在一个子帧中能够检测的同步码的数量比每个子帧的P-RACH少，则UTRAN可重复地发送用于相同的同步码的ACK信号。每个选择的同步码所共有的ACK的重复次数由下式来计算：
                                            .....(6)
并且，要再多重复一次的ACK的数量由下式来计算：
Figure C0180165200262
                                            .....(7)
在公式6和公式7中， 是等于或小于x的最大整数，N是同步码的数量，而A是UTRAN在一个子帧中应答的同步码的数量。作为供参考，A的最大值等于每个子帧的P-RACH的数量。UTRAN从A个ACK中选择R2个ACK并把它们再重复一次。
图9是本发明的第三实施例的在I_FPACH信号中重复相同的ACK的示意图。这里，假定同步码的数量是8，P_RACH的数量是3，并且在一个子帧中可应答的同步码的数量是3。如图9所示，根据公式6，基本上三个ACK出现了两次。也就是说，由于A是3，且N是8，所以等于或小于[8/3]的最大的整数是2。因此，每个ACK通常出现两次，并且根据公式7，三个ACK中的两个(ACK_0和ACK_1)再多重复一次。明确地说，R2＝(2.67-2)×3≌2。因此，三个ACK中的两个再多重复一次。
下面将描述本发明的第三实施例的在一个FPACH上发送用于多个同步码的ACK的方法。
在本发明的随机接入过程中，FPACH包括以下信息。
1.发送功率偏差：UTRAN将UE发送的同步码的接收功率与它请求的接收功率之间的差通知给UE。
2.发送时间偏差：UTRAN检测在UpPTS中UE发送的同步码的到达时间，根据同步码的到达时间计算P-RACH信号的发送时间的偏差，并将发送时间偏差通知给UE。
3.应答再确认值：在用I_FPACH信号确认后，UE可对用于UE发送的同步码的ACK进行再确认。
表3列出了分配给每个信息的比特数对应于可表示的值的范围的关系。
(表3)
   长度[比特](最大值/最小值)           范围(最大值/最小值)     分辨率(最大值/最小值)     备注
发送功率偏差    4/5    -24～24/-48～48[dB]     3/3[dB]     必要
发送时间偏差    5/10    -32～96/-32～96[码片]     4/0.125[码片]     必要
ACK确认值    lindex/lindex+lime    -     -     必要
保留    2    -     -     可选
合计(最大值/最小值)    9+lindex/17+lindex+lime    -     -     -
其中，lindex和ltime代表同步码索引的和同步码到达时间的长度。
表1中的每个信息的长度、值的范围以及分辨率由以下确定：
1.发送功率偏差：用于上行链路专用信道的闭环功率控制具有80dB的动态范围，和1、2或3dB的分辨率。当UE在UpPTS中发送同步码用于随机接入时，它根据从UTRAN发送的同步信道的发送功率计算允许的功率。如果随机接入过程只是作为准备步骤而用于接入上行链路专用信道，则在该专用信道上执行另一功率控制。因此，就没有必要执行与用于上行链路专用信道的传统的闭环功率控制一样精确的闭路功率控制。因此，分辨率的最大值和最小值都设成3dB，并且如果发送功率偏差用4个比特表示，则可以在48dB的动态范围把它们调节到±24dB，并且如果发送功率偏差用5个比特表示，则可以在96dB的动范围把它们调节到±48dB。
2.发送时间偏差：图10是NB-TDD子帧的结构和在UTRAN中可标识的UpPTS的到达时间的示意图。在一个子帧中，UTRAN在UpPTS 1007和DwPTS 1003之间具有一个96码片的保护时段(GP，guard period)，并且在UpPTS 1007和时隙#1(TS1)1009之间有一个32码片的GP 1008。UE 1010和UE 1020具有相同结构的子帧。如果UE 1010在UpPTS 1015中发送的同步码在UTRAN 1000的子帧中的UpPTS 1007之前到达UTRAN 1000，则UTRAN 1000不能识别该同步码。因此，最大的时间偏差是96码片。UTRAN1000也不能识别32码片的GP 1008之后到达的同步码。因此，最小时间偏差是-32码片。在本发明中，使用5至10比特来表示发送时间偏差，并且每一位的分辨率的范围为4至0.125码片。
3.ACK的确认值：确认ACK的最简单的方式就是重复包括在I_FPACH信号中的用于每个同步码的ACK。在这种情况下，ACK确认值的长度由下式来计算：
Figure C0180165200281
                                                .....(8)
式中，M、N和 与公式2和公式3中的M、N和 意义相同。
当只使用同步码索引或者将同步码索引与同步码到达时间进行异或运算时，ACK确认值的最小长度是lindex。
4.保留：保留比特用于包括FPACH中的附加信息，或者由于每个信息的范围和分辨率的变化而改变整个FPACH的比特号。
图11是本发明的第三实施例的FPACH的结构、以及当发送功率偏差是5比特、发送时间偏差是10比特、ACK确认值是3位、并且同时发送用于两个同步码的偏差时的FPACH的卷积编码的示意图。这里，FPACH的比特数可以改变。在图11中，码率为1/2，并且卷积编码器的约束长度为9。在1101，将8个尾部比特与36比特的FPACH连接在一起，然后卷积编码器1103对结果FPACH进行卷积编码，并输出88位的已编码的FPAHC。如果FPACH的长度大于36比特，则应对编码后的FPACH进行收缩。如果为用于一个同步码的ACK分配了12个比特，则在一个FPACH上可同时发送用于三个同步码的ACK。也可能在一个FPACH上发送用于一个同步码的ACK。这样，能够以更高的码率对FPACH信息进行编码，结果就确保FPACH发送的可靠性。
图12是本发明的第三实施例的、要根据I_FPACH中的ACK的位置检查的FPACH与对应于该FPACH的P-RACH之间的关系的示意图。参照图12，I_FPACH 1210包括ACK区：ACK_0至ACK_L-1。这里，L是分配给每个子帧的P-RACH的数量。如果在I_FPACH 1210中存在相同的ACK，则它们被视为一个ACK。也就是说，如果如图9所示的那样，ACK_0和ACK_1出现3次，ACK_2出现2次，则认为I_FPACH 1210具有3个ACK：ACK_0、ACK_1和ACK_2。
FPACH(单个)1220发送用于一个同步码的ACK。在这种情况下，ACK、FPACH与P-RACH一对一对应。FPACH(两倍)1230同时发送用于两个同步码的ACK。FPACH(三倍)1240同时发送用于三个同步码的ACK。一个子帧中包括FPACH的数量由下式确定：
Figure C0180165200291
                                            .....(9)
                                            .....(10)
在公式9和公式10中，L是分配给每个子帧的P-RACH的数量，而 是等于或大于x的最小整数。
如果使用FPACH 1230并且L不是2的倍数，则关于用于一个UE的发送功率偏差和发送时间偏差的信息可在 中重复。如果使用FPACH 1240，并且L不是3的倍数，则其ACK在ACK_L-1中的UE可以在 中接收两倍或三倍的信息。不管信息在FPACH信号中重复了多少次，UE在一个P-RACH上发送数据。
下面的表4图解说明了当N＝8、M＝2、L＝2以及H＝2时，I_FPACH、FPACH、以及P-RACH之间的映射关系。
(表4)
  子帧号 …  n   n+1    n+2  n+3   n+4   n+5   n+6  n+7  n+8 …
 检测的同步码 …  S1S2S3   S2S5    S1S2S3S4S6  -   S8   …   …  …  … …
 I_FPACH …  …  1_S11_S3    2_S21_S2  1_S31_S4   2_S12_S6   1_S8   …  …  … …
 FPACH(双倍) …  …  …    1_S11_S3  2_S21_S2   1_S31_S4   2_S12_S6   1_S81_S8  …  … …
 P-RACH …  …  …    …  …   R1_1_S1   R1_2_S2   R1_1_S3  R1_2_S1  R1_1_S8 …
   R2_1_S3    R2_1_S2    R2_1_S4   R2_2_S6
表中，“检测的同步码”是UTRAN从UE接收的同步码S1至S8。
因为给每个子帧分配了两个P-RACH，所以UTRAN可以用I_FPACH信号发送用于两个同步码的ACK。每个ACK以n_Sk的形式表示。n是小于M的正整数，表示在子帧中接收同步码的相对位置。在本例中，n是1或2。如果n是1，意味着在前一个子帧中接收同步码，如果n是2，意味着在两个子帧之前接收同步码。Sk表示接收的同步码，S1至S8中的一个。
在表4中，FPACH(双倍)包括两个n_Sk。P-RACH表示为R1_n_Sk和R2_n_Sk。R1和R2用于标识分配给一个子帧的两个P-RACH。
UTRAN在第n个子帧中接收三个同步码S1、S2和S3。它选择同步码S1和S3，并在I_FPACH上在第(n+1)个子帧中发送用于选择的同步码的ACK。当分配给每个子帧的同步码的数量是8时，一个I_FPACH具有8个ACK区。根据公式6和公式7，用于同步码S1和S3的ACK每个都出现4次。UTRAN在FPACH上在第(n+2)个子帧中发送用于同步码S1和S3的ACK。FPACH包括表3中所示的信息。在第(n+4)个子帧中，发送了同步码S1和S3的UE分别在第一P-RACH(R1)和第二P-RACH(R2)上发送RACH数据。
UTRAN在第(n+1)个子帧中接收两个同步码S2和S5。它选择在第n子帧中接收的并且没有被应答的同步码S2，以及在第(n+1)个子帧中接收的同步码S2，并在I_FPACH上在第(n+2)个子帧中发送用于选择的同步码S2的ACK。参照表2，在第(n+2)个子帧中的I_FPACH上发送用于在第n个子帧中接收的同步码S2和在第(n+1)个子帧中接收的同步码S2的ACK。如图6所示，由于I_FPACH的ACK区具有关于同步码索引和同步码到达时间的信息，所以UTRAN可以有分别地发送用于在第n个子帧(2_S2)中接收的同步码S2的ACK，和用于在第(n+1)个子帧(1_S2)中接收的同步码S2的ACK。如图12所示，选择了第n个子帧中的同步码S2和第(n+1)个子帧中的同步码S2的UE知道FPACH与P-RACH之间的映射关系。
UTRAN在第(n+2)个子帧中接收4个同步码S1、S3、S4和S6。它在I_FPACH上在第(n+3)个子帧中发送用于同步码S3和S4的ACK，在第(n+4)个子帧中发送用于同步码S1和S6的ACK。发送了S3和S4的UE在第(n+6)个子帧中的P-RACH R1和R2上发送数据，发送了S1和S6的UE在第(n+7)个子帧中的P-RACH R1和R2上发送数据。
UTRAN在第(n+5)个子帧中发送用于在第(n+4)个子帧中接收的同步码S8的ACK，对应的UE在第(n+8)个子帧中的第一P-RACH上发送RACH数据。
在第(n+1)个子帧中发送同步码S5的UE未能获得P-RACH。在这种情况下，由于等候子帧的最大数是4，所以UE在4个子帧和预定的时间延迟后重新执行随机接入过程。当业务集中时会发生这种情况。如果全部的业务不多，但业务集中在一个预定的时间，则增加M来为发送同步码的所有UE分配P-RACH。
根据以上所述的本发明，有效地利用了为随机接入所需要的资源UpPTS、FPACH及P-RACH，并因此减少了冲突概率。另外，由于使接入RACH所需的时间减到最小，所以提高了性能。结果有效地利用了公共信道RACH，从而使用户能够接收到高质量的业务。
尽管照考本发明的某些优选实施例对本发明进行了展示和描述，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的各种修改。

Claims (20)

1、一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)的覆盖范围内的用户设备(UE)上，认定来自UTRAN的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
选择被UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送关于被选择的同步码的信息；
在快速物理接入信道(FPACH)上接收来自UTRAN的同步码信息、关于同步码到达时间的信息、指示数据的发送时间的偏差的时间更新信息、指示UE中的功率增益调整的功率控制信息；以及
根据时间更新信息和功率控制信息，在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上发送RACH数据。
2、如权利要求1所述的方法，其中，如果同步码信息指示被选择的同步码，则UE在FPACH上接收同步码信息和同步码到达时间信息。
3、如权利要求1所述的方法，进一步包括下面的步骤：对应于FPACH，在发送同步码后，监视与同步码数量除以每个子帧的FPACH数量所得的商一样多的子帧。
4、一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)上，认定向UTRAN的覆盖范围内的用户设备(UE)的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
在子帧时隙中接收UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码；
根据包括同步码的每个子帧的到达时间和子帧中的预定的接收时隙，来检测接收时间延迟，测量每个同步码的接收功率，并且在快速物理接入信道(FPACH)上发送包括同步码、带有同步码的每个子帧的到达时间、时间延迟、以及功率测量的信息；以及
根据时间信息和功率控制信息，在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上接收来自UE的数据。
5、如权利要求4所述的方法，其中，在接收同步码后，UTRAN在FPACH上的在与同步码的数量除以每个子帧的FPACH的数量所得的商一样多的子帧内发送信息。
6、一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)的覆盖范围内的用户设备(UE)上，认定来自UTRAN的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
在UE中选择UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送关于选择的同步码的信息；
在时隙中接收包括同步码的信息，根据包括同步码的子帧的到达时间和子帧中的预定的接收时隙，来检测接收时间延迟，测量每个同步码的发送功率，并在UTRAN中、在快速物理接入信道(FPACH)上向UE发送包括同步码、带有同步码的每个子帧的到达时间、时间延迟以及功率测量的信息；以及
在快速物理接入信道(FPACH)上接收来自UTRAN的同步码信息、关于同步码的到达时间的信息、指示数据发送时间的偏差的时间更新信息、指示UE中的功率增益调整的功率信息，并根据时间更新信息和UE中的功率信息在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上向UTRAN发送数据。
7、如权利要求6所述的方法，其中，在接收同步码后，UTRAN在FPACH上的在与同步码的数量除以每个子帧的FPACH的数量所得的商一样多的子帧内向UE发送信息。
8、一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)的覆盖范围内的用户设备(UE)上，认定来自UTRAN的数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
选择被UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个，并在子帧的时隙中向UTRAN发送关于该被选择的同步码的信息；
在索引快速物理接入信道(I_FPACH)上从UTRAN接收指示带有应答发送的同步码的快速物理接入信道(FPACH)的子帧的信息；
在由I_FPACH指示的FPACH上接收时间更新信息和功率控制信息；以及
根据时间更新信息和功率信息在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上发送数据。
9、如权利要求8所述的方法，其中I_FPACH信息包括发送的同步码的索引和同步码的到达时间。
10、如权利要求9所述的方法，其中带有FPACH的子帧在I_FPACH的一个子帧之后被接收。
11、如权利要求9所述的方法，其中同步码索引字段的长度由下式计算：
Figure C018016520004C1
式中，N是同步码的数量， 是等于或大于x的最小整数。
12、如权利要求9所述的方法，其中到达时间字段的长度由下式计算：
Figure C018016520004C3
式中，M是为发现I_FPACH而要监视的子帧的最大数，
Figure C018016520004C4
是等于或大于x的最小整数。
13、一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中，在UMTS地面无线接入网络(UTRAN)上，认定向UTRAN的覆盖范围内的用户设备(UE)的随机接入信道(RACH)数据发送的方法，该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
在子帧的时隙中接收UTRAN用于标识请求数据发送的UE的多个同步码中的一个；
在索引快速物理接入信道(I_FPACH)上向UE发送指示带有应答接收到的同步码的快速物理接入信道(FPACH)的子帧的信息；
在由I_FPACH指示的FPACH上发送时间更新信息和功率控制信息；以及
在根据时间更新信息调整的时间，并且以根据功率信息控制的功率，在从FPACH映射的物理随机接入信道(P-RACH)上接收来自UE的RACH发送数据。
14、如权利要求13所述的方法，其中UTRAN在I_FPACH上发送用于多个同步码的应答。
15、如权利要求14所述的方法，其中I_FPACH发送用于8个同步码的应答。
16、如权利要求14所述的方法，其中，如果UTRAN应答的同步码的数量少于P-RACH的数量，则用于同步码的应答在I_FPACH信号中进行重复。
17、如权利要求16所述的方法，其中，为同步码所共有的应答重复次数由下式确定：
并且，要再多重复一次的应答的数量由下式计算：
式中，N是同步码的数量，而A是在一个子帧中应答的同步码的数量，
Figure C018016520005C3
是等于或小于x的最大整数。
18、如权利要求13所述的方法，其中，如果在一个FPACH上应答两个同步码，则包括在一个子帧中的FPACH的数量由下式计算：
Figure C018016520005C4
式中，L是分配给一个子帧的P-RACH的数量，
Figure C018016520005C5
是等于或大于x的最小整数。
19、如权利要求13所述的方法，其中如果在一个FPACH上应答三个同步码，则包括在一个子帧申的FPACH的数量由下式计算：
Figure C018016520005C6
式中，L是分配一个子帧的P-RACH的数量，而 是等于或大于x的最小整数。
20、一种在时分双工(TDD)码分多址(CDMA)移动电信系统中认定随机接入信道(RACH)数据发送的方法，在该移动电信系统中，一个帧具有多个子帧，每个子帧具有多个时隙，每个时隙具有多个用码标识的信道，该方法包括以下步骤：
选择被UMTS地面无线接入网络(UTRAN)用于标识请求数据发送的用户设备(UE)的多个同步码的一个，并由UE在子帧的时隙中发送被选择的同步码；
由UTRAN接收来自UE的包括同步码的信息，在索引快速物理接入信道(I_FPACH)上向UE发送指示带有应答同步码的快速物理接入信道(FPACH)的子帧的信息，并在FPACH上向UE发送包括时间更新信息和功率控制信息应答；以及
由UE接收来自UTRAN的I_FPACH帧和FPACH帧，并根据时间更新信息和功率控制信息在P-RACH上向UTRAN发送RACH数据。
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