CN1731888A - 码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动通信领域中的码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法，包括：1.对输入信号进行处理，得到前导的不同签名的功率时延分布；2.记录所有有用多径；3.判别当前签名是否为有效签名；如果是无效签名，则舍弃该签名；如果是有效签名则对所有有用多径做进一步的多径管理；4.解调单元解调随机接入的消息部分；5.统计消息解调错误个数，统计消息解调错误率；6.根据消息解调错误率动态调整前导检测门限。本发明克服了现有技术存在的固定门限方法中门限选择困难、抗干扰性能差、总体错误率较高的缺点，具有方便选择门限、提高抗干扰能力及降低错误率等优点。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统，尤其涉及码分多址系统随机接入(RandomAccess)前导检测方法。
背景技术
随着移动通信的迅猛发展，人们对移动通信的质量及其提供的业务类型要求也越来越高，第三代移动通信的提出及发展正是符合了人们的这种需求，因此备受瞩目。宽带码分多址(WCDMA，Wide CDMA)是第三代移动通信系统标准化组织(3rd Generation Partnership Project，3GPP)提出的无线传输技术(Radio Transmission Technology，RTT)方案，它不但能提供高质量的话音服务，而且能够提供与固定网络类似的多媒体业务。
在宽带码分多址(WCDMA)系统中，随机接入是系统中非常重要的一个部分，是用户设备(User Equipment，UE，WCDMA系统中的终端设备)在小区注册以及注册后呼叫时建立专用信道的前提和基础，因此随机接入部分的性能显得非常重要。目前较为常用的随机接入前导检测方法主要是通过设定一个固定不变的门限来检测前导(如图1所示)，凡是能量大于门限T的多径都将记录下来，如果某个签名至少有一条多径的能量大于门限T，则该签名为有效签名，否则为无效签名，这种方法实现起来相对较为简单，但是这种方法有其不足之处。在实际环境中，不同环境的噪声有所不同，而且噪声往往不是标准的高斯噪声，经常会出现短时间的脉冲式噪声，对于这些噪声，AGC并不能即时调整增益来保证输出平稳，此时系统中的噪声要比非脉冲式噪声强，所接收到的信号信噪比相对更小。在随机接入过程中，导致上报消息解错有两种可能的原因，一种是所检测到的前导是噪声产生的，导致解调所得到的相应消息是错误的；另一种是所检测到的前导虽然是UE发上来的，但消息解调不正确。前者在门限提高后，随着虚警概率的减低会减少，后者由于前导功率攀升，而且超过门限的多径都为更强的多径，消息解错数量也会一定程度的减小，即总体错误减小，而反之门限降低的时候总体错误会增大。当错误数较高的时候，有必要提高门限，保证UE发上来的前导有消息解调资源，不至于被大量的噪声产生的前导占用所有的消息解调资源，而UE发上来的前导反而因暂时无解调资源被拒绝，导致接入时间长，甚至接入完全失败；当错误数比较少的时候，说明噪声能量比较低，UE发上来的前导应该都有消息解调资源可用，应该降低门限，使得UE的前导重传次数减少，减短接入时间，消耗的功率也减少，也减小对其它UE的干扰。因此最好可以有一个自适应调整的动态门限。当然门限调整应该有一个上下极限，防止这个反馈环路发散，因为门限过高和过低对系统性能都是不利的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的固定门限方法中门限选择困难、抗干扰性能差、总体错误率较高的缺点，以期提出一种能够方便选择门限、提高抗干扰能力及降低错误率的码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法。
为实现上述目的，本发明提出一种码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：对输入信号进行解扰、解频偏、解签名、相关积分等处理，得到前导的不同签名的功率时延分布(Power Delay Profile，PDP)；
第二步：每个签名的每个多径的能量与前导检测门限T比较，大于T的多径认为是有用的多径，记录所有有用多径；
第三步：根据第二步的结果判别当前签名是否为有效签名；如果至少有一条多径能量大于T，则认为该签名有效，进入第五步，即把第二步中得到的所有有用多径送给多径管理，多径管理得到的多径用于message(随机接入的消息部分)解调；如果没有任何多径的能量大于T，则认为该签名无效，该签名对应的message(随机接入的消息部分)不解调；
第四步：根据第三步的判别结果，如果是无效签名，则进入此步骤，即舍弃该签名，不对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即不对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调；
第五步，对第三步输入的所有有用多径做进一步的多径管理，主要处理如下：当两个相邻的多径的相位间距小于1chip(码片，码分多址系统的多径相位单位)，剔除能量较小的径；多径管理后的多径相位间距都将不小于1chip(码片，码分多址系统的多径相位单位)，并将多径管理处理后的多径分布输送给message(随机接入的消息部分)解调单元；
第六步，解调单元将按照第五步产生的多径分布解调message(随机接入的消息部分)；
第七步，根据第六步解调的结果，在一定时间内统计消息解调错误个数，统计消息解调错误率；
第八步，根据消息解调错误率动态调整前导检测门限；如果错误率升高则适当增大前导检测门限；如果错误率降低，则适当减小前导检测门限。当然门限调整应该有一个上下极限，防止这个反馈环路发散，因为门限过高和过低对系统性能都是不利的。
本发明所述的随机接入前导检测动态门限方法，通过由环路自适应动态调整门限，统计一段时间内消息解调错误率来动态调整前导检测门限，从而提高随机接入的性能。与现有技术相比，能够动态的调整前导检测门限，使消息解调错误率控制在预期值附近，对环境噪声和干扰具有自适应性。在噪声大和干扰强的时候能有效抵抗干扰，保证随机接入成功率；在噪声和干扰小的时候，自动降低UE的发射功率，节约能源，减小对其他UE的干扰。随机接入的性能要比现有技术的随机接入性能有较好的改善。
附图说明
图1是WCDMA系统中现有方法流程图。
图2是本发明所述码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述，根据这些附图，同一领域的技术人员可以很容易实现本发明。
本发明主要是提出了一种用于码分多址系统，尤其是宽带码分多址(WCDMA)系统的随机接入前导检测动态门限方法，能够动态的调整前导检测门限，使消息解调错误率控制在预期值附近，对环境噪声和干扰具有自适应性。在噪声大和干扰强的时候能有效抵抗干扰，保证随机接入成功率；在噪声和干扰小的时候，自动降低UE的发射功率，节约能源，提高通信系统随机接入性能。
图1是宽带码分多址(WCDMA)系统中现有技术采用的随机接入前导检测固定门限的方法流程图。
这个逻辑流程图始于步骤101，终止于步骤106。
步骤101，PDE(Preamble Dection Engine，前导检测引擎)，对输入信号完成解扰(与扰码相关相乘)、解频偏(与频率偏移值相乘)、解签名(与不同的签名相关相乘)、相干积分(按给定的长度相干积分)，这样得到16个签名的功率时延分布(Power Delay Profile，PDP)，即得到每个签名的所有多径的能量。
步骤102，对于每个签名，将其每个多径的能量与固定门限T比较，能量大于T的记录为有用多径，不大于T的多径舍弃。
步骤103，从步骤102的结果可以知道该签名的是否至少一条多径径的能量大于T(即是否最强多径的能量大于T)，如果所有多径能量都不大于T，则说明该签名为无效签名，不对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即不对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调，也就是进入步骤104。如果至少一条多径能量大于T(即是否最强多径的能量大于T)，则说明该签名为有效签名，对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调，也就是进入步骤105和步骤106。
步骤104，根据步骤103的判别结果，如果是无效签名，则进入此步骤，即舍弃该签名，不对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即不对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调。
步骤105，根据步骤103的判别结果，如果是有效签名，进入该步骤，对步骤102记录的所有有用多径做进一步的多径管理，主要处理是，当两个相邻的多径的相位间距小于1chip(码片，码分多址系统的多径相位单位)，剔除能量较小的径。多径管理后的多径相位间距都将不小于1chip(码片，码分多址系统的多径相位单位)，并多径管理处理后的多径分布输送给message(随机接入的消息部分)解调单元，解调单元将按照本步骤产生的多径分布解调message(随机接入的消息部分)。
步骤106，根据步骤105多径管理得到的多径分布解调消息部分。
图2是本发明所阐述的随机接入多径选择的方法流程图。
这个逻辑流程图始于步骤201，终止于步骤206。
步骤201，PDE(Preamble Dection Engine，前导检测引擎)，对输入信号完成解扰(与扰码相关相乘)、解频偏(与频率偏移值相乘)、解签名(于不同的签名相关相乘)、相干积分(按给定的长度相干积分)，这样得到16个签名的功率时延分布(Power Delay Profile，PDP)，即得到每个签名的所有多径的能量。
步骤202，对于每个签名，将其每个多径的能量与固定门限T比较，能量大于T的记录为有用多径，不大于T的多径舍弃。
步骤203，从步骤202的结果可以知道该签名的是否至少一条多径径的能量大于T(即是否最强多径的能量大于T)，如果所有多径能量都不大于T，则说明该签名为无效签名，不对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即不对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调，也就是进入步骤204。如果至少一条多径能量大于T(即是否最强多径的能量大于T)，则说明该签名为有效签名，对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调，也就是进入步骤205和步骤206。
步骤204，根据步骤203的判别结果，如果是无效签名，则进入此步骤，即舍弃该签名，不对该签名发送AI(Access Indication，接入指示)，即不对该签名对应的message(随机接入的消息部分)解调。
步骤205，根据步骤203的判别结果，如果是有效签名，进入该步骤，对步骤202记录的所有有用多径做进一步的多径管理，主要处理是，当两个相邻的多径的相位间距小于1chip(码片，码分多址系统的多径相位单位)，剔除能量较小的径。多径管理后的多径相位间距都将不小于1chip(码片，码分多址系统的多径相位单位)，并多径管理处理后的多径分布输送给message(随机接入的消息部分)解调单元，解调单元将按照本步骤产生的多径分布解调message(随机接入的消息部分)。
步骤206，根据步骤205多径管理得到的多径分布解调消息部分。
步骤207，根据步骤206解调的结果，统计消息解调错误率(一定时间内的错误总数)。
步骤208，根据消息解调错误率动态调整前导检测门限。如果错误率升高则适当增大前导检测门限；如果错误率降低，则适当减小前导检测门限。当然门限调整应该有一个上下极限，防止这个反馈环路发散，因为门限过高和过低对系统性能都是不利的。
Claims (4)
1、一种码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：对输入信号进行处理，得到前导的不同签名的功率时延分布；
第二步：每个签名的每个多径的能量与前导检测门限T比较，大于T的多径认为是有用的多径，记录所有有用多径；
第三步：根据第二步的结果判别当前签名是否为有效签名；如果至少有一条多径能量大于T，则认为该签名有效，进入第五步；如果没有任何多径的能量大于T，则认为该签名无效，该签名对应的随机接入的消息部分不解调；
第四步：根据第三步的判别结果，如果是无效签名，则舍弃该签名，不对该签名发送接入指示，即不对该签名对应的随机接入的消息部分解调；
第五步，对第三步输入的所有有用多径做进一步的多径管理；
第六步，解调单元将按照第五步产生的多径分布解调随机接入的消息部分；
第七步，根据第六步解调的结果，在一定时间内统计消息解调错误个数，统计消息解调错误率；
第八步，根据消息解调错误率动态调整前导检测门限。
2、如权利要求1所述的码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法，其特征在于，第一步所述的处理内容包括解扰、解频偏、解签名、相关积分等过程。
3、如权利要求1所述的码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法，其特征在于，第五步所述的主要处理包括以下方面：
当两个相邻的多径的相位间距小于1个码片时，剔除能量较小的径；多径管理后的多径相位间距都将不小于1个码片；将多径管理处理后的多径分布输送给随机接入的消息部分解调单元。
4、如权利要求1所述的码分多址系统随机接入前导检测动态门限方法，其特征在于，第八步中调整的方法为：如果错误率升高则适当增大前导检测门限；如果错误率降低，则适当减小前导检测门限。
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