CN1399424A - 码分多址通信系统中可变功率调整接入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,基站对上行接收的物理随机接入信道的前缀和物理公共分组信道的接入、冲突检测前缀分别进行接收质量估计;根据质量估计值得到后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测和功率控制前缀、消息部分发射功率的精确控制;精确控制的控制指示通过下行的捕获指示信道、接入前缀捕获指示信道和冲突检测/信道配置指示信道发送;用户设备以功率偏置值中的一个值发送后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测和功率控制前缀、消息部分。该方法可以能上行发送的物理随机接入和物理公共分组信道的功率控制的准确性,降低对其他信道的干扰,提高系统容量。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统接入,尤其涉及码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,该方法支持更精细功率控制的上行物理随机接入信道(PRACH)、物理公共分组信道(PCPCH)和下行的捕获指示信道(AICH)、接入前缀捕获指示信道(AP-AICH)、冲突检测/信道配置指示信道(CD/CA-ICH)。
背景技术
在无线通信的接入技术中,有一种基于快速指示的接入方法。接入的突发数据通常可以分为几个部分,一般只有收到对其中前面部分数据的应答(如捕获应答)等,才发送下一部分的信息。通常这类应答只有二个值1、-1或三个值1、-1、0应答。其中对捕获成功允许接入的指示通常只有其中一个值,如1。这样,就满足不了更精细的控制功能,
请参阅图1、图2所示,在WCDMA的上行信道物理随机接入信道(PRACH)和物理公共分组信道(PCPCH)的接入中,都采用了快速指示的方法来指示前缀的捕获情况。对物理随机接入信道(PRACH)而言,下行用捕获指示信道(AICH)信道来进行捕获指示。对PCHCH而言,使用的是接入前缀捕获指示信道(AP-AICH)及冲突检测/信道配置指示信道(CD/CA-ICH)。对物理随机接入信道(PRACH)而言。用户设备首先以一个开环功率估计的值作为初始发射功率发射前缀。如果没有收到下行的捕获指示信道(AICH)的捕获指示信息(或收到捕获指示信息为0),则在后面增加功率
继续发送另一个前缀。如果收到捕获指示为-1,则退出接入进程并报告上层。如果收到捕获指示为1,则以相对最后成功接入的Preamble功率偏置
,发送消息部分。
这样,由于开环功率估计极端情况下可以达到+/-12dB的误差,并且考虑到物理随机接入信道(PRACH)的吞吐率,
不会取得太小,以及衰落信道的影响,最后成功接入的AP的功率和在此功率上的捕获概率变化很大。如果以此来作为参考功率,增加功率偏置
(此参数高层一旦配下,除非重配置,所有的用户设备在长时间内都使用这固定参数。)来发送消息部分信号时,也会使消息部分的功率变化范围很大。导致整个物理随机接入信道(PRACH)接入的综合性能较差。
对物理公共分组信道(PCPCH),与物理随机接入信道(PRACH)的接入过程有点类似,用户设备首先以开环功率估计发送接入前缀AP,如果没有收到下行的前缀捕获指示信道(AP-AICH)的捕获指示(或捕获指示为0),则以功率偏置
继续发送前缀。如果收到捕获指示为-1,则退出接入进程并报告上层。如果收到的捕获指示为1,则以相同的功率发送冲突检测前缀(CD-P)。
由于与物理随机接入信道(PRACH)接入同样的原因,物理公共分组信道(PCPCH)的最后成功接入的AP的功率及在此功率基础上的捕获概率变化很大。这样,后面发送的冲突检测及功率控制前缀和消息部分的初始功率变化也会很大。这样,导致整个链路的综合性能较差。
WCDMA里对捕获指示信道(AICH)的帧格式如图3所示,其中, 捕获指示AI的取值根据捕获的结果取1、0、-1。S代表特征码的序列号。bs,j的取值见表1(表1为捕获指示信道的特征码表):
表1
S | bs.0,bs.1…,bs.31 |
0 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
1 | 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 |
2 | 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 |
3 | 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 |
4 | 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 |
5 | 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 |
6 | 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 |
7 | 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 |
8 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 |
9 | 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 |
10 | 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 |
11 | 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 |
12 | 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
13 | 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 |
14 | 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 |
15 | 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 |
因此,目前协议规定捕获指示信道(AICH)对某个特征码只能有0、1、-1三种指示。其中只有“1”这个捕获指示用来指示可以接入,而不能给出更精细的功率控制信息。
对于前缀捕获指示信道(AP-AICH)可以采用与捕获指示信道(AICH)一样的格式进行发送。
对冲突检测/信道配置指示信道(CD/CA-ICH),
其中,CDIi和CAIk生成值,请照表2(表2为冲突检测/信道分配指示信道中的CDIi和CAIi的生成表);
表2
由用户设备发送的冲突检测前缀i | CDIi | 特征码Si | 信道分配序列号k | CAIk | 特征码Sk |
0 | +1/0 | 1 | 0 | +1/0 | 0 |
1 | -1/0 | 1 | -1/0 | ||
2 | +1/0 | 3 | 2 | +1/0 | 8 |
3 | -1/0 | 3 | -1/0 | ||
4 | +1/0 | 5 | 4 | +1/0 | 4 |
5 | -1/0 | 5 | -1/0 | ||
6 | +1/0 | 7 | 6 | +1/0 | 12 |
7 | -1/0 | 7 | -1/0 | ||
8 | +1/0 | 9 | 8 | +1/0 | 2 |
9 | -1/0 | 9 | -1/0 | ||
10 | +1/0 | 11 | 10 | +1/0 | 10 |
11 | -1/0 | 11 | -1/0 | ||
12 | +1/0 | 13 | 12 | +1/0 | 6 |
13 | -1/0 | 13 | -1/0 | ||
14 | +1/0 | 15 | 14 | +1/0 | 14 |
15 | -1/0 | 15 | -1/0 |
因此,对冲突检测捕获到了只有二个指示1、-1来表示,不能给用户设备更精细的控制提供指示。
由于目前的物理随机接入信道(PRACH)和物理公共分组信道(PCPCH)捕获时的功率波动范围很大,但其捕获成功允许接入的指示只有一个,这样会导致后面以此作为功率偏置基准的后续部分信息发射功率的波动范围也很大,导致整个接入性能的下降。
发明内容
本发明的目的是针对上述码分多址的接入传输中存在的缺点,提出了一种具有可变功率调整的接入方法,以提高整个系统接入的综合性能。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明的码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,该方法基于基站和用户设备,基站通过对上行接收的物理随机接入信道的前缀和物理公共分组信道的接入前缀、冲突检测前缀分别进行接收质量估计,得到捕获信息;根据质量估计值得到后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测前缀和功率控制前缀、消息部分发射功率的精确控制;该精确控制的控制指示通过下行的捕获指示信道、接入前缀捕获指示信道和冲突检测/信道配置指示信道发送;用户设备接收到该功率控制指示后,以较多的功率偏置值中的一个值发送后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测前缀和功率控制前缀、消息部分。
由于本发明采用上述的方法后,整个系统可以满足不同的功能,特别是更精细控制发射功率,提高链路接收性能的功能,具体体现在:
1、可以提高上行发送的物理随机接入信道、物理公共分组信道的功率控制的准确性,提高接入的成功概率。
2、可以节省物理随机接入信道、物理公共分组信道为达到相同接入性能所需要的平均发射功率,降低对其他信道的干扰,提高整个系统的容量。
附图说明
图1为WCDMA的物理随机接入信道的接入过程示意图。
图2为WCDMA的物理公共分组信道的接入过程示意图。
图3为捕获指示信道的帧格式示意图。
具体实施方式
综观已有的方案在接入捕获指示方面的缺陷,本发明的方法提出在上行信道物理随机接入信道(PRACH)和物理公共分组信道(PCPCH)可以进行更精细功率发射调整,而下行对应的捕获指示信道(AICH)、AP-捕获指示信道(AICH)及冲突检测/信道配置指示信道(CD/CA-ICH)可以提供更精细捕获功率控制指示的方案。
本发明的方法基于基站和用户设备,该方法基于基站和用户设备,基站通过对上行接收的物理随机接入信道的前缀和物理公共分组信道的接入前缀、冲突检测前缀分别进行接收质量估计,得到捕获信息;根据质量估计值得到后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测前缀和功率控制前缀、消息部分发射功率的精确控制;该精确控制的控制指示通过下行的捕获指示信道、接入前缀捕获指示信道和冲突检测/信道配置指示信道发送;用户设备接收到该功率控制指示后,以较多的功率偏置值中的一个值发送后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测前缀和功率控制前缀、消息部分。
请参阅图3所示,所述的具有精确控制指示的捕获指示信道和接入前缀捕获指示信道的格式为:
其中Ps(k)为前缀特征码,其取值请见表3(表3为本发明方法采用的捕获指示信道特征码表)所示;
表3
前缀特征码 | N值 | |||||||||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
P0(n) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
P1(n) | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 |
P2(n) | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 |
P3(n) | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 |
P4(n) | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 |
P5(n) | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 |
P6(n) | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 |
P7(n) | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 |
P8(n) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 |
P9(n) | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 |
P10(n) | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 |
P11(n) | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 |
P12(n) | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
P13(n) | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 |
P14(n) | 1 | 1 | -1 | -1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | 1 | 1 | -1 | -1 |
P15(n) | 1 | -1 | -1 | 1 | -1 | 1 | 1 | -1 | -1 | 1 | 1 | -1 | 1 | -1 | -1 | 1 |
AI1和AI2的取值可以为0、1、-1,通过AI1与AI2组合可以产生九个的控制指示。
所述的冲突检测/信道配置指示信道的格式为:
其中,
CDI1,CAI2均可以取0、1、-1,
T1、T0和T-1的定义可以为如下
T1={(1,1),(1,0),(0,1)};
T0={(0,0),(1,-1),(-1,1)};
T-1={(-1,-1),(-1,0),(0,-1)}。
在所述的物理随机接入信道的消息功率调整中,
当接收到下行的捕获指示信道的捕获指示为(0,0)、(1,-1)、(-1,1),则继续以
功率偏置发送前缀;
当接收到(0,-1)、(-1,0)、(-1,-1),则退出接入,并报告上层;
当接收到(1,1),则以
功率偏置发送消息;
当接收到(0,1),则以(
)功率偏置发送消息。
所述的物理公共分组信道接收到下行接入前缀捕获指示信道指示后,
当用户设备在下行接收到的接入前缀捕获指示(0,0)、(1,-1)、(-1,1),则继续以
功率偏置发送接入前缀。
当接收到(0,-1)、(-1,0)、(-1,-1),则退出接入,并报告上层;
当接收到(1,1),则以同样功率偏置发送;
当接收到(0,1),则以2*
功率偏置发送。
所述的物理公共分组信道接收到冲突检测/信道配置指示信道对发送功率偏置的指示后,如果在T0集合,就退出接入进程;如果收到T1或T-1集合的,表示捕获,根据T1或T-1的具体值决定后面的功率控制前缀和消息的功率偏置;当接收指示为(1,1)或(-1,-1),则以
功率偏置发送功率控制前缀和消息;如果接收指示为(1,0)或(-1,0),则以(
)功率偏置发送功率控制前缀和消息;如果接收指示为(0,1)或(0,-1)时,则以(
功率偏置发送功率控制前缀和消息。
同样采用图3的帧格式,但其中
AI1和AI2的取值可以为0、1、-1。这样,AI值就由(AI1,AI2)组成,总共可能有9种组合:(0,0),(0,1),(0,-1),(1,0),(1,1),(1,-1),(-1,0),(-1,1),(-1,-1)。这样就可以传送足够多的捕获指示,用于更精确的功率控制或其他用途。
对于AP-捕获指示信道(AICH)我们可以采用与捕获指示信道(AICH)一样的修改方法。
对冲突检测/信道配置指示信道(CD/CA-ICH),
CDIi(由(CDIi,1,CDIi,2)组成)与CAIk(由(CAIk,1,CAIk,2)组成)的产生可以由下表4(表4为本发明方法采用的冲突检测/信道分配指示信道中的CDIi和CAIi的生成表)定义:
表4
由用户设备发送的冲突检测前缀i | CDIi | 特征码Si | 信道分配序列号k | CAIk | 特征码Sk |
0 | T1/T0 | 1 | 0 | T1/T0 | 0 |
1 | T-1/T0 | 1 | T-1/T0 | ||
2 | T1/T0 | 3 | 2 | T1/T0 | 8 |
3 | T-1/T0 | 3 | T-1/T0 | ||
4 | T1/T0 | 5 | 4 | T1/T0 | 4 |
5 | T-1/T0 | 5 | T-1/T0 | ||
6 | T1/T0 | 7 | 6 | T1/T0 | 12 |
7 | T-1/T0 | 7 | T-1/T0 | ||
8 | T1/T0 | 9 | 8 | T1/T0 | 2 |
9 | T-1/T0 | 9 | T-1/T0 | ||
10 | T1/T0 | 11 | 10 | T1/T0 | 10 |
11 | T-1/T0 | 11 | T-1/T0 | ||
12 | T1/T0 | 13 | 12 | T1/T0 | 6 |
13 | T-1/T0 | 13 | T-1/T0 | ||
14 | T1/T0 | 15 | 14 | T1/T0 | 14 |
15 | T-1/T0 | 15 | T-1/T0 |
我们定义3个集合,例如:
T1={(1,1),(1,0),(0,1)};
T0={(0,0),(1,-1),(-1,1)};
T-1={(-1,-1),(-1,0),(0,-1)};
集合的定义可以为此,但不局限于此。
在上行物理随机接入信道(PRACH)信道里,用户设备可以接收到更多值的AI指示。根据这些接收指示,我们就可以做更精确的功率调整,发送后面的消息。一种调整方案就是,用户设备发送Preamble后,如果接收到下行的捕获指示信道(AICH)的捕获指示为(0,0)、(1,-1)、(-1,1),则继续以
功率偏置发送Preamble。如果接收到(0,-1)、(-1,0)、(-1,-1),则退出接入进程,并报告上层。如果接收到(1,1),则以
功率偏置发送消息。如果收到(1,0),则以(
)功率偏置发送消息。如果接收到(0,1),则以(
)功率。
如果要增加更多的捕获功率调整指示,可以把其他的一些接收信息定义为功率调整指示,如(1,-1),(-1,1)等。
同样,在上行的物理公共分组信道(PCPCH)信道,当用户设备在下行接收到的AP-AI的指示(0,0)、(1,-1)、(-1,1),则继续以
功率偏置发送AP。如果接收到(0,-1)、(-1,0)、(-1,-1),则退出接入进程,并报告上层。如果接收到(1,1),则以同样功率偏置发送CD-P。如果收到(1,0),则以
功率偏置发送CD-P。如果接收到(0,1),则以2*
功率偏置发送CD-P。
Claims (7)
1、一种码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,该方法基于基站和用户设备,其特征在于:基站通过对上行接收的物理随机接入信道的前缀和物理公共分组信道的接入前缀、冲突检测前缀分别进行接收质量估计,得到捕获信息;根据质量估计值得到后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测前缀和功率控制前缀、消息部分发射功率的精确控制;该精确控制的控制指示通过下行的捕获指示信道、接入前缀捕获指示信道和冲突检测/信道配置指示信道发送;用户设备接收到该功率控制指示后,以较多的功率偏置值中的一个值发送后续的物理随机接入信道的消息部分和物理公共分组信道的冲突检测前缀和功率控制前缀、消息部分。
2、如权利要求1所述的码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,其特征在于,所述的具有精确控制指示的捕获指示信道和接入前缀捕获指示信道的格式为:
其中Ps(k)为前缀特征码,AI1和AI2的取值可以为0、1、-1,通过AI1与AI2组合可以产生九个的控制指示。
3、如权利要求1所述的码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,其特征在于,所述的冲突检测/信道配置指示信道的格式为: 其中,
CDI1,CAI2均可以取0、1、-1,
T1、T0和T-1的定义可以为如下
T1={(1,1),(1,0),(0,1)};
T0={(0,0),(1,-1),(-1,1)};
T-1={(-1,-1),(-1,0),(0,-1)}。
5、如权利要求1码分多址通信系统中可变功率调整接入方法,其特征在于:所述的物理公共分组信道接收到下行接入前缀捕获指示信道指示后,当用户设备在下行接收到的接入前缀捕获指示(0,0)、(1,-1)、(-1,1),则继续以功率偏置发送接入前缀。
当接收到(0,-1)、(-1,0)、(-1,-1),则退出接入,并报告上层;
当接收到(1,1),则以同样功率偏置发送;
当接收到(1,0),则以
功率偏置发送;
当接收到(0,1),则以
功率偏置发送。
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