CN1937448A - 一种新的prach帧结构及其实现方法 - Google Patents

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吕玲
吴涛
许佰魁
田兴银
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Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
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    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H04B7/2603—Arrangements for wireless physical layer control

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Abstract

本发明涉及第三代移动通信系统的呼叫建立方法和过程，特别是一种新的PRACH帧结构。该PRACH帧结构包括消息部分，其特征是延长PRACH消息部分的长度。其实现方法是由系统的广播信道向小区广播PRACH消息长度N；移动台在需要接入时，发起呼叫流程，在允许接入的条件下，按照规定的消息部分长度，对于原始信息比特进行编码、复用以及调制，发射PRACH信号到基站；基站解调PRACH信号，并且向无线网络控制器和核心网传递信息；由无线网络控制器与核心网控制完成接入流程。本发明主要解决现有系统标准建立的时候，未考虑快速接入的问题，使得PRACH的最大长度较小，不能够满足传输更多信息量的要求的技术问题，使随机接入过程中传递更多信息。

Description

一种新的PRACH帧结构及其实现方法
技术领域
本发明涉及第三代移动通信系统(3G，3rd Generation)的呼叫建立方法和过程，特别是一种新的PRACH(Physical Random AccessChannel，随机接入信道)帧结构及其实现方法，以使随机接入过程中传递更多信息的技术。
背景技术
3G系统中，以移动台(User Equipment，简称UE)呼叫移动台为例，呼叫建立过程如图1和图2所示。图中包括了3G系统中几个主要的功能实体：用户端(UE)、基站(NodeB)、无线网络控制器(RadioNetworks Controller，简称RNC)和核心网(Core Networks简称：CN)，另外，该示意图中假设用户发起的分组交换(Packet Service简称：PS)域的PoC(Push to talk Over Cellular，无线一键通)业务，并且无线资源控制(Radio Resource Control，简称RRC)连接建立在专用信道(Dedicate CHannel简称DCH)上。
对于主叫端，呼叫建立过程一般包括以下几个主要步骤：
RRC连接建立过程；
非接入层(Non-Access Service，简称NAS)信令连接建立和NAS信令交互过程；
无线接入承载(Radio Access Barrier，简称RAB)建立过程。
被叫端呼叫建立的信令过程与主叫类似，主要包括：
寻呼(Paging)过程；
RRC连接建立过程；
NAS信令连接和信令交互过程；
RAB建立过程。
RRC连接建立的目的是在UE和陆地无线接入网(UTRAN，包括若干个RNC和NodeB)建立专用的信令连接通道，以在空中接口(UU)传送UE与网络以及UE与CN之间交互的信令。
在通信系统中，呼叫建立的持续时间(我们也称为呼叫建立时延或接续时延)是影响用户服务质量的一个重要因素，对于接续时延敏感的业务如交互式游戏、紧急语音呼叫、PoC等来说，目前通用移动通信系统(UMTS)中的呼叫建立时延显得较长(一般6～10秒)。
为了降低呼叫建立的时延，可能需要增加RRC连接建立时UE向网络侧的信息交互。即在UE请求RRC建立的时刻，传递更多的信息(如业务类型等)，达到快速接入的目的。因此，需要传输RRC建立请求的随机接入信道(Random Access Channel，简称RACH)上传输更多的比特。
在物理层，RACH在物理随机接入信道(Physical Random AccessChannel，简称PRACH)上发送。如此，需要一种新的PRACH帧结构以适应上述的需求。
在WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统中PRACH帧结构如图3所示。在接入前导(Preamble)之后，存在10ms(毫秒)或者20ms的时间用于传递RRC连接的消息。
而在TD-SCDMA(Time Division-Synchronized Code DivisionMultiple Access)系统中PRACH与专用信道(DCH)的帧结构一致，如图4所示。PRACH的长度为5ms、10ms或者20ms。
总之，由于在系统标准建立的时候，未考虑快速接入的问题，使得PRACH的最大长度较小，不能够满足传输更多信息量的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的PRACH帧结构及其实现方法，主要解决现有系统标准建立的时候，未考虑快速接入的问题，使得PRACH的最大长度较小，不能够满足传输更多信息量的要求的技术问题，使随机接入过程中传递更多信息。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种新的PRACH帧结构，该PRACH帧结构包括消息部分，其特征在于：延长PRACH消息部分的长度。
在WCDMA系统中，将PRACH的消息部分长度延长至N个帧，建议N为4-8个；每个帧的长度是10ms或者20ms。
在TD-SCDMA系统中，将PRACH的消息部分长度延长至N个子帧，建议N为4-16个；每个子帧的长度是5ms。
一种上述的PRACH帧结构的实现方法，其特征在于：由系统的广播信道向小区广播PRACH消息长度N；移动台在需要接入时，发起呼叫流程，在允许接入的条件下，按照规定的消息部分长度，对于原始信息比特进行编码、复用以及调制，发射PRACH信号到基站；基站解调PRACH信号，并且向无线网络控制器和核心网传递信息；由无线网络控制器与核心网控制完成接入流程。
对于WCDMA系统，允许接入的条件为接收到的接入指示为1。
对于TD-SCDMA系统，允许接入的条件为接受到前向接入信道配置。
藉由上述技术方案，本发明具有的技术效果是：
本发明提出了延长PRACH消息部分的长度的新的PRACHPRACH帧结构和达到传递更多信息的方法，从而为快速接入流程提供了物理层的保障。在通信系统中，大大降低了呼叫建立时延或接续时延，对于接续时延敏感的业务如交互式游戏、紧急语音呼叫、PoC等来说，解决了影响用户服务质量的一个重要因素。
附图说明
图1是主叫端用户呼叫建立信令流程图。
图2是被叫端用户呼叫建立信令流程图。
图3是现有WCDMA系统PRACH帧结构。
图4是现有TD-SCDMA系统PRACH帧结构。
图5是本发明WCDMA系统的PRACH帧结构。
图6是本发明TD-SCDMA系统的PRACH帧结构。
具体实施方式
本发明是将PRACH的消息部分长度延长至N个帧/子帧(N由需要传递的信息长度决定，需满足一定的上行覆盖要求。一般情况取N＝4-8即可)。如图5(WCDMA)和图6(TD-SCDMA)所示。
由系统的广播信道(Broadcast Channel，简称BCH)向小区广播PRACH消息长度N
移动台在需要接入时，发起呼叫流程，在允许接入(对于WCDMA系统为接收到接入指示(Access Indicator简称AI)为1；对于TD-SCDMA为接受到前向接入信道(Forward Access Channel，简称FACH)配置)的条件下，按照规定的消息部分长度，对于原始信息比特进行编码、复用以及调制，发射PRACH信号到基站。
基站解调PRACH信号，并且向RNC和CN传递信息。
由RNC与CN控制完成接入流程。
以WCDMA系统的终端接入过程为例介绍本发明的一个实施例。
网络侧：
①由系统网络规划、小区业务类型以及无线资源管理算法确定PRACH长度为4帧。
②网络通过广播信道广播系统消息，其中包括PRACH长度等信息。
终端侧：
③开机进行小区搜索之后，解调广播信道的系统消息，获得PRACH长度等信息。
④在用户需要呼叫后，发射PRACH的前导部分。
网络侧：
⑤接收对应终端发射的PRACH的前导部分，在捕获指示信道(Access Indicator Channel，简称AICH)上发射AI允许该终端接入。
终端侧：
⑥接收AICH得到允许接入的指示。
⑦按照PRACH消息长度为4帧进行信令的编码与调制并且发射PRACH消息。
网络侧：
⑧按照PRACH长度为4帧解调PRACH消息。
⑨对应的信令处理。
⑩进行其他接入过程，完成呼叫。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1、一种新的PRACH帧结构，该PRACH帧结构包括消息部分，其特征在于：延长PRACH消息部分的长度。
2、根据权利要求1所述的PRACH帧结构，其特征在于：在WCDMA系统中，将PRACH的消息部分长度延长至N个帧，N为4-8个。
3、根据权利要求1所述的PRACH帧结构，其特征在于：在TD-SCDMA系统中，将PRACH的消息部分长度延长至N个子帧，N为4-16个。
4、一种如权利要求1或2或3所述的PRACH帧结构的实现方法，其特征在于：由系统的广播信道向小区广播PRACH消息长度N；移动台在需要接入时，发起呼叫流程，在允许接入的条件下，按照规定的消息部分长度，对于原始信息比特进行编码、复用以及调制，发射PRACH信号到基站；基站解调PRACH信号，并且向无线网络控制器和核心网传递信息；由无线网络控制器与核心网控制完成接入流程。
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