CN1649440A - 检测接入蜂窝通信网络的请求的动态适应 - Google Patents

Abstract

例如被安装在蜂窝通信网络的基站(节点B)中的信号处理设备(D)。所述设备(D)包括适于根据检测参数在每个信号上实施前导检测的处理装置(MT)，所述信号是由请求终端(UE)在被授权的接入时隙中被发送的，并且代表关联于被授权的签名的接入网络请求的前导。在接收到由请求终端(UE)发送的请求接入网络的信号时，所述处理装置(MT)适于确定根据代表所述请求终端的无线环境的至少一个被选择的参数所选择的至少一个检测参数值，以根据所述请求终端(UE)的无线环境来动态地适应所接收的信号的检测。

Description

检测接入蜂窝通信网络的请求的动态适应

技术领域

本发明的领域涉及蜂窝通信网络的领域，并且更具体地涉及检测接入蜂窝通信网络的请求的领域。

背景技术

在例如提供时隙ALOHA接入的网络的一些蜂窝通信网络中，通信终端仅在网络授权的时隙期间可以发送消息。

更确切地说，如果请求终端要求接入网络，其必须将代表定义接入请求的前导(preamble)信号发送至所述网络内的该终端的基站。例如，考虑发送相关联的消息。

在UMTS网络的情况下，例如，终端使用物理随机接入信道(PRACH，physical random access channel)和预定宽度的接入时隙，来发送带有签名的前导，所述签名是随机地从被授权的签名集合中选出的，所述被授权的签名是由网络例如从U＝16个签名中选出的。在时隙ALOHA随机接入网络中，例如，所述前导具有4096个码片(chip)的持续时间，接入时隙的宽度为5120个码片(其对应于1.3ms)，并且20ms时隙(对应于两个10ms无线帧)被周期地划分为15个接入时隙。

仅当所述前导已经被网络所确认，更确切地说是被例如基站(节点B)的其接入请求管理单元的其中一个所确认，所述请求终端可以发送与已经被发送到网络的前导相关联的消息。当所述接入请求管理单元已经检测到发送PRACH前导的终端的出现时，并且当所述终端在捕捉指示信道(AICH，acquisition indicator channel)上并在预定的确认时间内已经接收到来自所述单元的确认消息时，所述请求终端发送与所述PRACH前导相关联的消息部分。

如果所述请求终端在可配置的预定确认时间内没有接收到确认消息，其以比前一个前导更高的功率并且可能在与前一个接入时隙不同的接入时隙中，来发送另一个前导。

可以连续发送的前导数量和发送前导的周期是预定的和可配置的。前导由网络周期性地广播给在其覆盖区域内的终端。相似地，接入时隙的可配置的“映射(map)”被周期性地广播给在所述网络覆盖区域内的终端，在所述接入时隙中所述终端被授权发送前导。网络还在各基站的覆盖区域(小区)内，在专用于终端的同步信道上周期性地广播每个基站的时间基准。

为了基站能够确定请求终端的出现，所述基站在其管理的小区内对于被网络授权的每个签名实施检测过程；针对在所述小区内被网络授权的每个接入时隙，所述过程使每个在前导接收候选时刻(preamble receptioncandidate time)所接收的信号与对应于相关签名的复共轭前导码相关联，所述前导接收候选时刻是在宽度为W的分析时间窗口内的，并且然后为了进行判决，将其进行处理，特别是求其的平方，以确定相关联的相关能量。

对于宽度为W个码片并且没有过采样(过采样因子osf＝1)的分析时间窗口，对于给定的接入时隙和给定的签名，存在W个前导接收候选时刻。因此，可以在整个所述分析时间窗口上实施直到W个相关。在所接收的信号和所述前导之间实施第一相关，在所接收的信号和偏移了一个码片的前导之间实施第二相关，等等；因此，在所接收的信号和偏移了(W-1)个码片的前导之间实施第W相关。

对于宽度为W个码片和具有过采样(osf＞1)的分析时间窗口，对于给定的接入时隙和给定的签名，存在(W×osf)个前导接收候选时刻。因此，可以在整个所述分析时间窗口上实施直到(W×osf)个相关。在所接收的信号和所述前导之间实施第一相关，在所接收的信号和偏移了一个码片/osf的前导之间实施第二相关，在所接收的信号和偏移了两个码片/osf的前导之间实施第二相关，等等。

所述分析时间窗口的宽度W特别地取决于基站和其控制的小区的最远边界之间的距离。例如，可以选择分析时间窗口为具有大概608个码片的宽度W，以检测距离其基站大约20km的移动终端。

如同本领域的技术人员所知的，基站错误地检测的前导的数量取决于在所述基站的覆盖范围(小区)内的请求终端所使用的无线信道的某些参数，所述参数又取决于所述请求终端所处的环境。针对整个基站的无线覆盖范围(小区)静态地配置每个基站，并且因此针对其小区内的所有移动终端使用同样的检测参数，但是最佳检测参数随着相关的移动终端和其无线环境的变化而变化。由于每个检测错误导致以比前面的前导更高的功率来发送前导，因此，所述请求终端的连接时间可能随着其环境的变化而变化。另外，如果终端在小区覆盖区域内有明显不同地行为，小区内的干扰级别可能会提高。

发明内容

因此，本发明的目的是补救上述缺点。

为此，本发明建议了一种信号处理设备，例如用于(随机接入)蜂窝通信网络的基站，所述设备包括适于在每个信号上根据检测参数来实施前导检测的处理装置，所述信号是在被授权的接入时隙中由请求终端来发送的，并且代表关联于被授权的签名的接入网络的请求的前导。

所述处理设备的特征在于，在接收到由请求终端发送的请求接入网络的信号时，所述处理装置适于针对一个或多个检测参数来确定值，所述检测参数是根据代表所述请求终端的无线环境的至少一个被选择的参数而被选择的，以使根据所述请求终端的无线环境动态地适应所接收的信号的检测。

在本上下文中，“无线环境参数”是指任何可能影响无线信道的参数，请求终端使用所述无线信道在给定的时刻向网络发送其接入请求。因此，所述参数可能例如是所述请求终端的(被估计的)速度、所述请求终端所处的小区中的移动终端的平均速度、与由所述请求终端发送的信号相关联的由接收基站所察觉的多普勒效应，例如由固定的或移动的障碍物或所述请求终端所处的环境类型(家庭、道路、高速公路等)所引起的多个传播路径的幅度和/或相位。

另外，所述处理装置可能包括适于估计每个所选择的环境参数的值的检测装置。所述设备可以替代地包括被连接于所述处理装置并且适于估计每个所选择的环境参数的值的检测装置。

所述检测装置可能适于分析所述所接收的信号来估计所述请求终端的速度。替代这点或除了这点以外，所述检测装置可能适于根据信息数据和/或专用信号推断出至少一个所选择的环境参数，所述信息数据和/或专用信号是由所述请求终端和/或该请求终端所处的小区中的终端来发送的。所述所选择的环境参数可能是所述请求终端所处的小区中的移动终端的平均速度。

所述处理装置可以适于通过下列方式针对每个被授权的签名来实施所述前导检测：

-对于每个所述被授权的接入时隙，将每个所接收的信号与对应于每个被授权的签名的前导码进行相关，

-然后，在每个前导接收候选时刻，计算与每个处理段相关联的能量，所述处理段的数目M至少为1并且构成检测参数，

-然后在每个候选时刻，计算所述被计算的段的能量的总和，

-然后，确定在分析时间窗口内的所述能量总和的最大值，以及

-将所述被确定的能量的最大值与形成另一个检测参数的被选择的门限进行比较，如果对应的被确定的最大能量大于所述门限，则通过相关联的签名和时隙，认为所述前导已被检测到。

上述步骤是为了理解本发明所必须理解的主要检测步骤。然而，如同本领域的技术人员所知的，其它处理步骤通常作为上述主要步骤的补充，例如接收滤波步骤。

段的数量M和段的长度L相关。例如，如果M＝1，则L＝4096个码片，如果M＝2，则L＝2048个码片，以及如果M＝4，则L＝1024个码片等等。

可选地，所述处理装置可以适于通过下列方式针对每个签名实施其检测：

-对于每个所述被授权的接入时隙，将每个所接收的信号与对应于每个所述被授权的签名的前导码进行相关，

-在每个前导接收候选时刻，计算与每个处理段相关联的能量，所述处理段的数目至少为1并且构成检测参数，以及

-然后在每个候选时刻，计算所述被计算的段的能量总和，并且将与分析时间窗口内的时刻有关的能量总和，与形成另一个检测参数的被选择的门限进行比较，以使如果在相关的分析时间窗口内，所述能量总和具有大于所述门限的值，则通过相关联的签名和接入时隙，决定所述前导已被检测到。

通过使用所述变化，并不总必须分析在所述分析时间窗口内的所有时刻，这是因为只要在窗口内的时刻上检测到超过门限，就认为前导已被检测到并且终止所述窗口的剩余的分析。

无论在哪种情况下，优选地从被用于计算能量的段的数量(以及相关联的长度)，和被用于比较的前导门限中选择可适应的检测参数。例如，段的数量和/或门限是可适应的。

另外，所述设备可能包括存储器，其用于存储环境参数值和检测参数值之间的对应表。这样，通过比较被存储在所述对应表中的每个被确定的环境参数值和至少一个具有充分代表性的环境参数值集合，所述处理装置适于确定将被使用的每个检测参数值。

在一个特定的实施例中，所述存储器可能例如存储速度范围值、段的数量(以及相关联的长度)值和前导门限值之间的对应表。然而，所述表在门限值是固定的情况下，可以仅建立速度范围值和段的数量(以及相关联的长度)值之间的对应，或在段的数量(以及相关联的长度)值是固定的情况下，仅建立速度范围值和前导门限值之间的对应。

网络，并且特别是可能安装了无线网络控制器的基站所连接的无线网络控制器，或蜂窝网络的操作和维护中心(OMC)，可以发送给本发明的处理设备一些检测参数值，所述检测参数值可以被加入到所述对应表中并且与一个或多个无线环境参数值(或值的集合)相关联。在这种情况下，所述设备可能包括配置装置，其用于给所述处理装置供应对应于一个或多个环境参数的不同值的检测参数值。

本发明还建议，第一，用于蜂窝通信网络的基站，其被配备以上述所定义的类型的处理设备的至少一部分，第二，用于蜂窝通信网络的控制器，其被配备以上述所定义的类型的处理设备的至少一部分，并且，第三，用于蜂窝通信网络的操作和维护中心(OMC)，上述全部包括至少用于配置上述所定义的类型的处理设备的装置。

本发明尤其(尽管不只)非常适合3GPP陆地和/或卫星无线通信领域，W-CDMA、CDMA 2000、IS95、UMTS和GSM/GPRS网络以及光纤通信领域。

附图说明

基于阅读下面的详细描述并且察看附图，本发明的其它特征和优势将变得明显，其中，单一的附图是UMTS通信网络的一部分的一个实施例的图，所述UMTS通信网络包括被提供以本发明的单个处理设备的基站。在UMTS网络中，基站称为节点B。如果必要，所述附图构成本说明书的一部分并且有助于本发明的定义。

具体实施方式

本发明的目的是根据通信终端各自的无线环境，适应用于检测前导(或用于接入随机接入网络的请求)的过程的性能，所述前导是由所述通信终端所发送的。

如下文中所使用的，“通信终端”是指能够通过其各自的网络或在其本身网络中，与另一个设备以信号的形式交换数据的任何网络设备。因此所述通信终端可以是用户设备，例如固定或便携式计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)或服务器。

通过说明性的例子的方式，下文中还认为通信网络具有如在本说明书的介绍部分中所描述的时隙ALOHA接入机制。然而本发明不局限于所述类型的网络，而是涉及所有通信网络，其中通信终端可以使用随机接入过程基于在接入时隙期间发送前导(接入请求)来接入所述所有通信网络。因此本发明涉及随机接入通信网络，其中可适用卫星通信网络，例如WCDMA、CDMA 2000、IS95、UMTS和GSM/GPRS网络。

通过说明性的例子的方式，下文中认为终端是例如UMTS网络的3G蜂窝通信网络的移动电话类型的用户设备(UE)，所述UMTS网络运行于频分双工(FDD)或时分双工(TDD)模式。

如同在单个的图中非常一般地示出的，尽管对本发明的理解已足够详细，UMTS网络可以被当作是与无线接入网(UTRAN)连接的核心网(CN)。

UTRAN包括一个或多个节点B(基站)，其通过一个或多个无线网络控制器RNC被连接到核心网CN上。

在所示出的例子中，所述UMTS网络包括两个基站，节点B1和节点B2，其分别通过节点RNC1和RNC2被连接到核心网CN上。同样，在所述例子中，每个基站节点B1、节点B2与具有无线覆盖区域的单个小区C1、C2相关联，所述区域中可能存在一个或多个用户设备UE。

通常地，每个节点Bi(i＝1，2)操作单个的处理，并且特别地管理通过用户设备UE接入UMTS网络的请求，所述用户设备UE在基站控制的小区Ci中。

如在本说明书的介绍部分中所提到的，在所述类型的随机接入网中，如果终端UE希望发送包含数据的消息，当所述终端最初接入网络时，所述终端必须发送接入请求(前导)给节点B(基站)，所述节点B控制其所处的小区Ci。为此，所述终端UE产生附带签名的前导，在时隙ALOHA接入的情况下，所述前导具有D个码片的持续时间，例如D＝4096个码片。从被授权的签名集合中随机地选择所述签名。在UMTS网络的情况下，给定接入时隙AS的总数N为15，在每个接入时隙AS中可以使用U＝16个签名。然而，可以被用在每个小区中的签名数目和接入时隙AS的数目由网络来确定，并且在每个小区中由网络将其广播。因此，终端不是考虑所有16个签名和所有15个接入时隙AS，而仅考虑网络已经授权其可以考虑的签名和接入时隙。

通过使用在被授权的接入时隙ASn的其中一个中的物理随机接入信道(PRACH)，所述终端UE然后以无线信号的形式发送前导给节点Bi。

当所述节点Bi接收代表接入请求(前导)的信号后，其使用确认(或检测)机制来检测所述请求终端UE的存在以向其发送确认消息，所述确认消息授权该请求终端发送与其前面发送的被检测到的前导相关联的消息的数据。

更确切地说，为了推断每个请求终端UE所使用的签名，所述确认机制在所有接入时隙AS中搜索所有签名。

在UMTS网络中，时间被分割为20ms的时隙，所述时隙还被分割为15个接入时隙AS0到AS14。当然可以预期有其它的细分。

如果已经确定了所有信息(即如果已经确定了接入时隙ASn和签名s)，如果所使用的签名 s是被授权的签名，并且如果所述节点Bi准备好接收与所检测到的前导相关联的消息，其产生具有值为+1的确认AI_s。如果所述节点Bi没有检测到签名，其产生具有值为0的确认AI_s。最终，如果所述节点Bi检测到签名，但不希望(或不能)接收相关联的消息(例如由于其没有足够的资源来处理该消息)，则其产生具有值为-1的确认AI_s。

所述节点Bi然后将关联于其在给定接入时隙Asn内已检测到的签名 s的确认AI_s转换为一系列符号S_s，所述符号占用4096个码片，并构成与所述所检测到的签名相关联的确认消息。在UMTS网络中，每个接入时隙具有1.3ms的持续时间，其对应于5120个码片。

所述节点Bi然后在N＝15个接入时隙ASn的其中一个的期间，将确认消息(S_s)插入到专用于发送确认消息的AICH中。

每个请求终端UE监听AICH，并能够从AICH中提取特别地与其用来发送其前导(接入请求)的信号相关联的确认消息，并能够从所述消息中推断所述确认是否有效。

如在介绍中所提到的，仅当终端在配置给其的确认时间期间接收到确认消息时，所述终端UE能够发送与其前面发送的前导相关联的消息。如果存在确认消息，但是所述终端UE在确认时间之外接收到该消息，则其不能发送与前面发送的前导相关联的消息，这是因为，同时，所述终端通过使用新的随机提取的签名、新的接入时隙和比用来发送前面的前导更高的功率，已经再次发送了其前导，或已经放弃了所述过程。同样，如果不存在确认消息，所述终端UE通过使用新的随机提取的签名，新的接入时隙和比用来发送前面的前导更高的功率，再次发送其前导。

上面概要描述的所述前导确认机制(PRACH过程)在3GPP技术规范TS 25.211、TS 25.213和TS 25.214中被详细定义。

从前面的描述中可以明白所述确认机制是非常重要的，特别是在所述请求终端UE的网络接入时刻和干扰级别方面。存在这样的情况：确认机制，也称作检测过程，没有正确地进行。所述情况称作假报警情况(falsealarm situation)和非检测情况(non-detection situation)，并且分别产生假报警概率P_fa和非检测概率P_nd，如果要达到PRACH前导的有效检测，则不管所述请求终端的无线环境如何，所述概率必须尽可能地低。

因此，本发明旨在根据所述请求终端UE的无线环境，动态地适应检测参数，其相对于检测参数是固定的情况而言，提高了检测性能。

“无线环境”是指可能直接或间接干扰(或影响)无线信道的任何参数，请求终端UE利用所述无线信道在给定时刻发送其接入请求给网络，所述参数是例如所述请求终端UE相对于其节点Bi的(所估计的)速度，当所述请求终端相对于其节点Bi正在移动或当所述请求终端UE的环境正在移动(例如在车上)时关联于所述请求终端UE所发送的信号的多普勒效应，由固定障碍物(例如大楼)、移动障碍物(例如行人或车辆)或所述请求终端UE所处的环境类型(城镇、地区或国家的道路、高速公路等)所引起的多个传播路径的幅度和/或相位。

在下文中描述了无线环境对假报警概率P_fa和非检测概率P_nd(其等于1-P_d，其中P_d是所述前导的检测的概率)的影响；使用所述概率来评定PRACH前导检测的性能。

可以识别两个假报警概率。第一假报警概率P₁涉及检测到与已经被发送的签名不同的签名的概率。第二假报警概率P₂涉及即使没有发送前导的情况下检测到16个签名中的至少一个的概率。由公式P₂＝1-(1-P₁)¹⁶来联系两个概率和P₁和P₂，并且因此在下文中仅考虑第一概率P₁。

分析时间窗口宽度W为1个码片、节点B包括的接收天线数量N_rx为2(j＝1或2)、并且在长度为L/M(其中L＝4096个码片)的M个段(M＝1、2、4、8等)上进行相关，在给定没有前导被发送的前提下，在AWGN信道的理论情况中获得假报警的概率为在M个段上所计算的能量总和高于前导门限PT的条件概率。可以示出所述假报警概率P_fa由下列等式给出：

P_fa＝P_fa(W＝1，N_rx＝2，M)

其可以重写为：

P_fa＝Proba(E≥PT*σ²|没有发送前导)

其中E是相关能量，σ²是热噪声的方差(也表示为N₀)，并且C_i ^(j)是长度L/M的相关幅度，其是在段号i(i＝0，1，...，M-1)上并且针对接收天线号j(这里j＝1或2)被计算的，C_i ^(j)可以从下面的等式中计算出：

$C_i^{\left(j\right)}=\frac{M}{L}*\underset{k=i*\frac{M}{L}}{\overset{((i+1)*\frac{L}{M})-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_i^{\left(j\right)}*\stackrel{\‾}{C_i}$

其中L是前导的码片长度(这里L＝4096)，r_i ^(j)是通过接收天线j所接收的信号，并且 是与所接收到的信号r_i ⁽ⁱ⁾相乘的复数C_i的共轭；C_i等于二进制前导PRACH和被用于发送所述PRACH前导的置乱码(scrambling code)以及模等于1的另一个复数三者的乘积。应当指出的是，由于没有发送前导，由接收节点B的每个天线所接收的信号完全由热噪声组成。

可以看出，在上述情况下，所述假报警概率P_fa因而可以被如下重新用公式表示为：

$P_{\mathrm{fa}}=P_{\mathrm{fa}}(W=1,N_{\mathrm{rx}}=2,M)=\exp (-\mathrm{PT}*L)*\underset{k=0}{\overset{2M-1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{k!}{(-\mathrm{PT}*L)}^k$

还可以看到，在接收天线的任何数目N_rx情况下，但是在所有情况中分析时间窗口的宽度W等于1个码片，上面等式可以被如下写出：

$P_{\mathrm{fa}}=P_{\mathrm{fa}}(W=1,N_{\mathrm{rx}},M)=\exp (-\mathrm{PT}*L)*\underset{K=0}{\overset{N_{\mathrm{rx}}*M-1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{k!}{(-\mathrm{PT}*L)}^k$

最后，通过写出下式，后面的等式可以被归一化为分析时间窗口为任何宽度W的情况：

P_fa＝P_fa(W，N_rx，M)

其可以被重写为：

P_fa＝1-Proba(_j∈[0；W-1]/Corr(j)²＜σ²*PT|没有发送前导)其还可以被重写为：

P_fa＝1-(1-P_fa(W＝1，N_rx，M))^W

从上面等式中呈现出假报警概率P_fa基本上随着前导门限PT的值(以分贝表示(dB))和所使用的段的数量M的变化而变化。更确切地说，所述假报警概率P_fa与所述段的数量(M＝1)成正比，并且与所选择的前导门限PT成反比。

另外，可以看出对于固定的假报警概率P_fa，最佳前导门限PT特别地取决于所选择的段的数量M(实际上其取决于P_fa，M和W)。现在，如下文中将呈现出的，对于固定的假报警概率P_fa，段的最佳数量M至少取决于包括所述请求终端UE速度的环境参数。因此，所述最佳前导门限PT也至少取决于包括所述请求终端UE速度的环境参数。

因此，在被干扰的无线环境中，所述检测程序的性能与所述前导门限PT成正比。

下面讨论前导检测概率P_d和前导非检测概率P_nd。

所述检测概率P_d是正确检测与前导一起被发送的签名的概率。非检测概率P_nd是没有检测到与前导一起被发送的签名的概率。这两个概率由等式P_nd＝1-P_d相联系。

给定分析时间窗口宽度W为1个码片、节点B包括的接收天线数量N_rx为2(j＝1或2)、并且在长度为L/M(其中L＝4096个码片)的M个段(M＝1、2、4、8等)上进行相关，在AWGN信道的理论情况中检测前导的概率为在M个段上所计算的能量总和高于前导门限PT的条件概率。可以看出检测概率P_d由下列等式给出：

P_d＝P_d(W＝1，N_rx＝2，M)

这个等式包括如前面等式的同一变量C_i ^(j)，但是这次由接收节点B的每个天线所接收的信号等于被发送的信号和热噪声的总和。

可以看出，在上述情况下，所述检测概率P_d因而可以被如下重新用公式表示为：

$P_d=P_d(W=1,N_{\mathrm{rx}}=2,M)=Q_{2M}(2*\sqrt{\frac{E_c}{{\mathrm{\σ}}^2}*L},\sqrt{2*\mathrm{PT}*L})$

其中Q_m ^(a，b)是归一化Marcum函数，并且Ec是节点B所接收的信号的每个码片的能量。

还可以看出在AWGN信道的理论情况中，以及接收天线的任何数目N_rx，并且不管分析时间窗口的宽度，最后的等式可以由下面的近似等式替代，仅当在(W-1)个码片上的假报警概率P_fa相对于在1个码片上的检测概率而言可以忽略时，所述等式是正确的。

$P_d=P_d(N_{\mathrm{rx}},M)=Q_{N_{\mathrm{rx}}M}(\sqrt{\frac{E_c}{{\mathrm{\σ}}^2}*2*N_{\mathrm{rx}}L},\sqrt{2*\mathrm{PT}*L})$

记住通过使用等式P_nd＝1-P_d，非检测概率P_nd可以由检测概率P_d推出。

应当指出，对于较低的假报警概率P_fa来说，在AWGN信道的理论情况中的检测概率P_d并不十分取决于分析时间窗口的宽度W，这是因为，如果在第一个码片中没有检测到前导，那么就不可能通过提高分析时间窗口的宽度W来提高检测概率，并且因此非检测概率同样与W无关。在现实环境中，例如在终端UE在车辆中的情况下，上述近似等式(在AWGN信道的情况下是正确的)不再正确。因而不存在联系W和P_nd的简单等式。然而，数字仿真已经说明所述检测概率P_d不再与分析时间窗口的宽度W无关。

从上面的等式和数字仿真中呈现出，非检测概率P_nd随着比值E_c/σ²(或E_c/N₀)、分析时间窗口宽度W、所使用的段的数量M和至少一个干扰(或影响)请求终端UE的无线电环境的参数(例如移动速率)的变化而变化。可以特别观察出非检测概率P_nd与比值E_c/σ²(或E_c/N₀)成反比，并且与段的数量(M＝1)成正比。

在数字仿真中，比值E_c/σ²代表平均能量，当由环境参数引起的无线电信道的快速变化的影响被平均时，节点B必须接收所述平均能量以获得给定质量(例如P_nd为1％)。特别可以观察出所述变化与比值E_c/σ²成反比。因此，在被干扰的无线电环境中，检测过程的性能与比值E_c/σ²成正比。还可以指出，对于P_nd为1％，E_c/σ²的值(dB)通过以下方式(以非限制性例子的方式而给定下列值)，随着段的数量M和请求终端UE速度的变化而变化：

UE的速度(每小时公里(kph))	M＝1	M＝2	M＝4	M＝8
					3	-18.4	-17.7	-16.8	-15.7
50	-18.2	-17.6	-16.8	-15.8
					120	-17.8	-17.9	-17.1	-16.2
250	-16.7	-18.3	-17.9	-17.2
					400	-14.6	-17.8	-18.0	-17.5

例如，如果干扰无线电信道PRACH的环境参数是所述请求终端UE的速度，那么：

-如果仅在一个段(M＝1)上实施相关，对于从大约250kph到大约400kph的速度，相比更低的速度而言检测性能严重下降，

-相比M＝1的情况，如果在两个段(M＝2)上实施相关，对于低于大约200kph的速度，检测性能轻微下降，并且对于从大约250kph到大约400kph的速度，没有显著的性能恶化，并且

-相比M＝1的情况，如果在多于两个段上实施相关(M＝4或8)，对于低于大约200kph的速度，检测性能严重下降，对于从大约250kph到大约400kph的速度，检测性能轻微下降，并且对于超过大约450kph的速度，检测性能没有显著下降。

换言之：

-对于从大约0kph到大约110kph的速度，M＝1是很好的折衷，

-对于从大约110kph到大约350kph的速度，M＝2是很好的折衷，

-对于从大约350kph到大约500kph的速度，M＝4是很好的折衷，以及

-对于大于大约500kph的速度，M＝8是很好的折衷。

换言之，并且如前面所提到的，段的最佳数量M至少随着P_nd和包括请求终端UE速度的环境参数的变化而变化。另外，可以看出，每个段的数量M对应于对于固定的全部假报警概率为最佳的前导门限PT值，如在16个可能的签名上所计算的。

为了能够适应检测参数随着无线环境的变化而变化，本发明建议对网络中每个基站(节点Bi)配备以设备D，所述设备D特别用于处理代表接入请求(前导)的信号。

应当指出，本发明的设备可以至少部分被安装到除了基站的网络设备中，并且特别被安装到无线网络控制器(RNC)中。

上述类型的处理设备D以动态适应的形式，实现上述的确认机制(检测处理)。

更确切地说，本发明的处理设备D包括被连接到接收信号的模块上的处理模块MT，所述信号是来自所述MT所被安装到的(或所被连接到的)节点Bi的。

当所述处理模块MT接收由请求终端发送的网络接入请求信号时，其确定根据至少一个被选择的代表请求终端的无线环境的参数值而选择的至少一个检测参数值。

可以在接收接入请求信号时，其中通过分析所述信号是可应用的，或在接收所述信号之前，来确定每个无线环境参数值。为此，所述处理模块MT可以包括环境参数检测模块，或与属于设备D的检测模块MD协同操作，如这里所示。

例如，所述检测模块MD可以分析所接收的信号，以估计请求终端UE相对于其节点Bi的速度。为此可以使用对于本领域的技术人员已知的任何技术，包括基于预先确定另一个环境参数的间接技术，例如与无线信道相关联的多普勒效应。当然，可以根据所接收的信号来确定其它环境参数，例如多个传播路径的幅度和/或相位或所述请求终端UE所处的环境类型。

替代或除了这些以外，检测模块MD可以根据信息数据推断出至少一个所选择的环境参数值，所述信息数据是例如本地测量、和/或由所述请求终端UE和/或所述请求终端UE所处小区中的终端发送的专用信号。例如，可以被使用的所述信息数据和专用信号包括一个或多个移动终端的DPDCH的导频(pilot)比特或其它DPCCH或DPDCH比特。例如，所选择的环境参数可能是请求终端UE所处的小区中的移动终端的平均速率、小区中多个传播路径的平均数量、或无线信道的平均变化，例如方差。

应当指出，所述检测模块MD可能适用于在接收到接入请求信号之前和/或之后，来确定不同类型的多个环境参数值。另外，所述检测模块MD可被用于其它情况中。所述检测模块MD可以被安装了该检测模块的节点B中的其它实体所共享，例如根据速度来适应信道估计。

根据被确定的(或被估计的)环境参数值，无论在接收接入请求信号之前或之后，考虑到已经被确定的每个环境参数值，所述处理模块MT确定所述检测参数的至少一个必须取的值。换言之，所述处理模块MT根据每个被确定的环境参数值，动态地适应一个或多个所选择的检测参数值，所述环境参数值的确定是根据由所述请求终端UE所发送的信号的。可能适合的检测参数的数量取决于所述设备D的配置，更确切地说，取决于所期望的持续性能级别。

在本上下文中，“检测参数”是指在估计假报警概率P_fa和/或非检测概率P_nd中起作用的任何参数，例如段的数量M(以及相关联的段的长度L)或前导门限PT。

例如，所述处理模块MT适于适应所述段的数量M和/或所述前导门限PT。

可以预期到确定将被使用的环境参数值的两种方式。

一种方式是直接从等式中计算所述值，所述等式是根据假报警概率P_fa等式和/或非检测概率P_nd等式而被导出的。

第二种方式是在被存储在所述设备D的存储器M中的对应表中确定所述值。更确切地说，所述存储器M可能存储了环境参数值和检测参数值之间的对应表。

例如，所述表建立了速度范围、段的数量(以及相关联的每个段的相关长度L)和前导门限P之间的对应，如下面的例子所示。

所估计的速度(kph)	段的数量M	相关长度L(码片)	前导门限(dB)
				0-109	1	4096	-23.3
110-349	2	2048	-22.3
				350-499	4	1024	-21.1
≥500	8	512	-19.5

上表提供了3个检测参数的4个集合，所述集合适用于由于所述请求终端UE正在移动的不同速度所引起的4种不同的无线环境。

在所述例子中，所述处理模块MT因而被配置来确定请求终端UE的所估计的速度，所述确定是与所述检测模块MD协同操作的，并且然后在对应表中确定段的数量M、相关长度L和前导门限PT的值，上述值是以与所估计的速度值所处的速度范围的对应关系而被存储的。

当然，所述表在前导门限PT值是固定的情况下，可以仅建立速度范围和段的数量M(以及相关联的长度L)之间的对应，或在段的数量M(以及相关联的长度L)值是固定的情况下，可能仅建立速度范围和前导门限PT值之间的对应。

另外，仅在表中查找具有足够代表性的参数值集合。这样，从所述表中提取与“列表(tabulated)”值有对应关系的被存储在该表中的值或每个值，所述列表值是与其中所估计的值最接近的。

另外，可能被放置在对应表中的并且与至少一个无线环境参数值(或值的集合)相关联的一些检测参数值，可能通过蜂窝网络并且优选地通过无线网络控制器RNC被发送给所述处理设备D，所述RNC与安装所述处理设备D的节点B连接。

根据UMTS标准的当前版本，每个RNC固定由其控制的每个节点B所使用的检测门限。NBAP是用于通过使用“通用传输信道建立(commontransport channel setup)”消息来发送检测门限信息给节点B的协议。因此，可以预期到UMTS标准的适应以使RNC可以通过使用NBAP和上述其中可应用的消息，来发送多个检测参数值给其控制的节点B中的处理设备D，所述检测参数值是例如检测门限或段的数量M，其对应于至少一个无线环境的参数特征的不同的值。

所述处理设备D可以包括配置模块MCG，其用于给被安装在节点B中的处理模块MT供应与无线环境参数值相关联的检测参数值。所述配置模块MCG可以被安装在直接被连接到相关节点B上的本地LMT终端内，以提供给所述节点B以参数值。

所述配置模块MCG可能替代地被安装在蜂窝网络的操作和维护中心(OMC)中。所述OMC分别管理GSM网络的节点B和RNC。特别地，其直接在物理操作和维护方面，或间接在逻辑操作和维护方面通过其各自的RNC，来控制节点B的操作和维护。当被配备以配置模块MCG时，所述OMC因而可以给所选择的节点B(以及对于所选择的RNC是可应用的)发送适合其各自需求的值。

一旦所述处理模块MT具有检测前导所需的可适应的检测参数，该处理模块MT仅必须实施所述检测。

为此，所述处理模块MT通过将所接收的信号和对应于被授权的信号的每一个的前导码进行相关而启动，所述被授权的信号是在所述小区内对于在所述处理模块所管理的小区内被授权的N个接入时隙ASn的每一个的。所述处理模块MT然后在每个前导接收候选时刻从所述段计算与每个处理段相关联的(相关)能量，在可适应的检测参数的情况下，所述段的数量M可以其中可应用的通过已经被确定的环境参数而被确定。所述处理模块然后针对每个候选时刻计算M个段的能量总和，并且然后确定在分析时间窗口内所计算的最大能量的总和。所述处理模块MT然后将所确定的最大能量与前导门限PT进行比较，在可适应的检测参数的情况下，所述门限可以其中可应用的根据已经被确定的环境参数而被确定。这就确定了宽度为W的分析时间窗口内的接收所述前导的确切时间。最后，当且仅当已经被确定的相应最大能量大于所述前导门限PT时，所述处理模块MT通过相关联的签名 s和接入时隙ASn，决定确认所述前导(即认为所述前导已被检测到)。

可选地，所述处理模块MT通过将所接收的信号和对应于U个被授权的签名的每一个的前导码进行相关而启动，所述被授权的签名是针对N个被授权的接入时隙ASn的每一个的。所述处理模块MT然后在每个前导接收候选时刻从分段计算出与每个处理段相关联的(相关)能量，在可适应的检测参数的情况下，所述段的数目M可能其中可应用的根据已经被确定的环境参数而被确定。所述处理模块然后针对每个候选时刻计算M个段的能量总和，并将其结果与前导门限PT进行比较，在可适应的检测参数的情况下，所述门限可能其中可应用的根据已经被确定的环境参数而被确定。如果在分析时间窗口中与某时刻相关联的能量总和低于门限PT，那么所述处理模块将与下一时刻相关联的能量总和与门限PT进行比较。另一方面，只要能量总和如果大于门限PT，处理模块通过相关联的签名 s和接入时隙ASn，决定确认前导(即认为所述前导被检测到)。因此，只要在分析时间窗口内的检测结果是肯定的，就不再需要比较在相关时间窗口内的随后时刻的相关联的能量总和。

本发明的处理设备D，并且特别是其处理模块MT、检测模块MD、配置模块MCG以及其中可应用的存储器M，可以采用电子电路、软件(或数据处理)模块、或电路和软件的组合的形式。

本发明不局限于上面仅以例子的方式所描述的处理设备和基站的实施例，而是包括本领域的技术人员可能预期到的在下面的权利要求范围内的所有变化。

Claims (20)

1.一种用于蜂窝通信网络的信号处理设备(D)，所述设备(D)包括适于根据检测参数在每个信号上实施前导检测的处理装置(MT)，所述信号是由请求终端(UE)在被授权的接入时隙中被发送的，并且代表关联于被授权的签名的接入所述网络的请求的前导，所述设备的特征在于，在接收到由请求终端(UE)发送的请求接入网络的信号时，所述处理装置(MT)适于确定根据至少一个被选择的代表所述请求终端的无线环境的参数而选择的至少一个检测参数值，以根据所述请求终端(UE)的无线环境动态地适应所述所接收的信号的检测。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，从这样的集合中选出所述环境参数：其包括所述请求终端(UE)所估计的速度、所述请求终端(UE)所处的小区中移动终端的平均速度、与由请求终端(UE)发送的信号相关联的多普勒效应、多径幅度、多径相位和由所述网络的基站(节点B)所管理的小区(C)中的环境类型。

3.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述处理装置(MT)包括适于估计每个所选择的环境参数值的检测装置(MD)。

4.根据权利要求1的设备，其特征在于，其包括与所述处理装置(MT)相连接的并且适于估计每个所选择的环境参数值的检测装置(MD)。

5.根据权利要求1的设备，其特征在于，其包括与所述处理装置(MT)相连接的并且适于估计每个所选择的环境参数值的检测装置(MD)，并且所述检测装置(MD)适于分析所述所接收的信号来估计所述请求终端(UE)的速度。

6.根据权利要求1的设备，其特征在于，其包括与所述处理装置(MT)相连接的并且适于估计每个所选择的环境参数值的检测装置(MD)，并且所述检测装置(MD)适于根据由所述请求终端(UE)发送的信息数据和/或专用信号，推断出至少一个所选择的环境参数。

7.根据权利要求1的设备，其特征在于，其包括与所述处理装置(MT)相连接的并且适于估计每个所选择的环境参数值的检测装置(MD)，并且所述检测工具(MD)适于根据由所述请求终端(UE)所处的小区中的终端发送的信息数据和/或专用信号，推断出至少一个所选择的环境参数。

8.根据权利要求7的设备，其特征在于，所述所选择的环境参数是所述请求终端(UE)所处的小区中的移动终端的平均速度。

9.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述处理装置(MT)适于通过下列方式对每个签名实施所述前导检测：i)对于每个所述被授权的接入时隙，将每个所接收的信号与对应于每个被授权的签名的前导码进行相关，ii)在每个前导接收候选时刻，计算与每个处理段相关联的能量，所述段的数量至少为1并且构成检测参数，以及iii)然后在每个候选时刻，计算所述被计算的段的能量的总和，并将与分析时间窗口内的时刻相关联的所述能量总和与形成另一个检测参数的所选择的门限进行比较，以使如果在相关的所述分析时间窗口内，所述能量总和具有高于所述门限的值，可以通过相关联的签名和接入时隙，来决定已经检测到了所接收的前导。

10.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述处理装置(MT)适于通过下列方式针对每个签名实施所述前导检测：i)对于每个所述被授权的接入时隙，将每个所接收的信号与对应于每个被授权的签名的前导码进行相关，ii)在每个前导接收候选时刻，计算与每个处理段相关联的能量，所述段的数量至少为1并且构成检测参数，iii)然后在每个候选时刻，计算所述被计算的段的能量的总和，iv)然后确定在分析时间窗口内的所述能量总和的最大值，以及v)将所述被确定的能量最大值与形成另一个检测参数的所选择的门限进行比较，如果所述对应被确定的最大能量大于所述门限，通过相关联的所述签名和时隙，认为所述前导已经被检测到。

11.根据权利要求9的设备，其特征在于，所述段的数量和/或所述门限是可适应的。

12.根据权利要求10的设备，其特征在于，所述段的数量和/或所述门限是可适应的。

13.根据权利要求1的设备，其特征在于，其包括存储器(M)，其中存储了环境参数值和检测参数值之间的对应表，并且所述处理装置(MT)适于通过比较被存储在所述对应表中的每个被确定的环境参数值和至少一个被选择的环境参数值集合，来确定将被使用的每个检测参数值。

14.根据权利要求13的设备，其特征在于，所述存储器(M)存储速度范围值、段的数量值和门限值之间的对应表。

15.根据权利要求13的设备，其特征在于，所述存储器(M)适于由所述网络的控制器(RNC)来供应环境参数值和相关联的检测参数值。

16.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述处理装置(MT)适于接收来自所述网络的控制器(RNC)的检测参数值，所述检测参数值是对应于至少一个环境参数的多个值的。

17.根据权利要求1的设备，其特征在于，其包括配置装置(MCG)，适于向所述处理装置(MT)供应对应于至少一个环境参数的不同值的检测参数值。

18.用于蜂窝通信网络的基站(节点B)，其特征在于，其包括根据权利要求1的处理设备(D)的至少一部分。

19.用于蜂窝通信网络的控制器(RNC)，其特征在于，其包括根据权利要求1的处理设备(D)的至少一部分。

20.用于蜂窝通信网络的操作和维护中心(OMC)，其特征在于，其包括用于配置根据权利要求1的处理设备(D)的装置(MCG)。

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