CN1937449A - 一种可变长度的prach帧结构及其实现方法 - Google Patents
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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,特别是一种可变长度的PRACH帧结构,该PRACH帧结构包括消息部分,它可根据不同的业务需要,采用不同PRACH消息部分长度。该可变长度的PRACH消息结构及其实现方法,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,而且可变的PRACH帧结构适应不同的业务需求。
Description
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,特别是一种可变长度的PRACH帧结构及其实现方法,采用可变的PRACH帧结构适应不同的业务需求。
背景技术
3G系统中,以移动台(User Equipment,简称UE)呼叫移动台(UE)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。
但是,固定长度的PRACH消息长度存在一定的问题。如果设定PRACH消息长度较小,如上所述,由于不能传递较多信息,无法满足快速接入的要求;如果设定PRACH长度较长,则对于仅需要较小信息传递的业务终端会产生浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种可变长度的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,而且可变的PRACH帧结构适应不同的业务需求。
为解决上述技术问题,本发明是这样实现的:
一种可变长度的PRACH帧结构,该PRACH帧结构包括消息部分,其特征在于:根据不同的业务需要,采用不同的消息部分长度。
在WCDMA系统中,可将PRACH的消息部分长度由1个帧延长至N(N≥1)个帧;每个帧的长度是10ms或者20ms。
在TD-SCDMA系统中,可将PRACH的消息部分长度由1个子帧延长至N(N≥1)个子帧;每个子帧的长度是5ms。
一种上述的可变长度的PRACH帧结构的实现方法,其步骤如下:
(1)据小区的业务与覆盖情况决定允许的PRACH消息的最大的一个传输时间间隔TTI内的消息比特数量Nmax;
(2)通过系统广播消息在全部小区内广播(1)中的设置;
(3)移动台读取系统广播消息,获得最大的一个TTI内的消息比特数量;
(4)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;
(4.1)根据业务情况,产生需要PRACH传递的原始信息,其长度为M;
(4.2)计算需要传输的TTI个数NTTI=min(n|Nmax·n≥M);
(4.3)将需要发射的M个信息比特尽量均匀地分配到NTTI个传输块中;
(4.4)对于NTTI个传输块分别独立进行编码。
(4.5)移动台在需要接入时,发起呼叫流程,获得允许接入指示;
(4.6)在连续的允许发射的时间,对于NTTI个传输块按照顺序进行调制和发射;
(4.7)NTTI信息在接入前导或者接入消息部分进行传递,通知网络侧;
(5)网络侧根据获得的NTTI信息,对于连续的NTTI个传输块进行解调,并且将信息比特合并为一个完整的消息;并且向无线网络控制器和核心网传递信息;
(6)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:
1、本发明提出了可变长度的PRACH帧结构和实现方法,可达到传递更多信息的目的,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。
2、本发明可根据具体的业务需要灵活地调整PRACH帧结构长度,对于仅需要较小信息传递的业务,避免终端产生资源的浪费。
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系统的可变长度的PRACH帧结构。
图6是本发明TD-SCDMA系统的可变长度的PRACH帧结构。
具体实施方式
本发明提供了一种可变长度的PRACH帧结构,该PRACH帧结构包括消息部分,其特征在于:根据不同的业务需要,采用不同的消息部分长度。如图5所示:在WCDMA系统中,可将PRACH的消息部分长度由1个帧延长至N(N≥1)个帧;每个帧的长度是10ms或者20ms。如图6所示:在TD-SCDMA系统中,可将PRACH的消息部分长度由1个子帧延长至N(N≥1)个子帧;每个子帧的长度是5ms。
该可变长度的PRACH帧结构的实现方法,其步骤如下:
(1)据小区的业务与覆盖情况决定允许的PRACH消息的最大的一个传输时间间隔(Transmission Time Interval,简称TTI)内的消息比特数量Nmax;
(2)通过系统广播消息在全部小区内广播(1)中的设置;
(3)移动台读取系统广播消息,获得最大的一个TTI内的消息比特数量;
(4)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;
(4.1)根据业务情况,产生需要PRACH传递的原始信息,其长度为M;
(4.2)计算需要传输的TTI个数NTTI=min(n|Nmax·n≥M);
(4.3)将需要发射的M个信息比特尽量均匀地分配到NTTI个传输块中;
(4.4)对于NTTI个传输块分别独立进行编码;
(4.5)移动台在需要接入时,发起呼叫流程,获得允许接入指示;
(4.6)在连续的允许发射的时间,对于NTTI个传输块按照顺序进行调制和发射;
(4.7)NTTI信息在接入前导或者接入消息部分进行传递,通知网络侧;
(5)网络侧根据获得的NTTI信息,对于连续的MTTI个传输块进行解调,并且将信息比特合并为一个完整的消息;并且向RNC和CN传递信息。
(6)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消息部分中每个TTI最大长度为NTTI比特。
2、网络通过广播信道广播系统消息,其中包括PRACH消息部分中每个TTI最大长度等信息。
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消息部分中每个TTI最大长度等信息。
4、根据业务情况,产生需要PRACH传递的原始信息,其长度为M。
5、计算需要传输的TTI个数NTTI=min(n|Nmax·n≥M)。
6、将需要发射的M个信息比特尽量均匀地分配到NTTI个传输块中。
其中,每块比特数b=max(k|k≤M/n,k∈N),较长块个数c=M-b·NTTI,第1个TTI的传输个数为
第1个TTI的传输比特为 xi为需要传输的PRACH消息的第i个比特。
7、对于NTTI个传输块分别独立进行编码。
8、移动台在需要接入时,发起呼叫流程,获得允许接入指示。
9、NTTI信息在接入前导或者接入消息部分进行传递,通知网络侧。
网络侧:
10、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:
11、接收AICH得到允许接入的指示。
12、在连续的允许发射的时间,对于NTTI个传输块按照顺序进行调制和发射。
网络侧:
13、按照PRACH的TTI长度长度为PRACH消息。
14、对应的信令处理。
15、进行其他接入过程,完成呼叫。
本发明提出了可变长度的PRACH帧结构,达到适应不同业务传递信息的方法,从而为快速接入流程提供了物理层的保障。
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 (8)
1、一种可变长度的PRACH帧结构,该PRACH帧结构包括消息部分,其特征在于:根据不同的业务需要,采用不同的消息部分长度。
2、根据权利要求1所述的可变长度的PRACH帧结构,其特征在于:在WCDMA系统中,可将PRACH的消息部分长度由1个帧延长至N(N≥1)个帧。
3、根据权利要求2所述的可变长度的PRACH帧结构,其特征在于:每个帧的长度是10ms或者20ms。
4、根据权利要求1所述的可变长度的PRACH帧结构,其特征在于:在TD-SCDMA系统中,可将PRACH的消息部分长度由1个子帧延长至N(N≥1)个子帧。
5、根据权利要求4所述的可变长度的PRACH帧结构,其特征在于:每个子帧的长度是5ms。
6、一种如权利要求1或2或3或4或5所述的可变长度的PRACH帧结构的实现方法,其步骤如下:
(1)据小区的业务与覆盖情况决定允许的PRACH消息的最大的一个传输时间间隔TTI内的消息比特数量Nmax;
(2)通过系统广播消息在全部小区内广播(1)中的设置;
(3)移动台读取系统广播消息,获得最大的一个TTI内的消息比特数量;
(4)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;
(4.1)根据业务情况,产生需要PRACH传递的原始信息,其长度为M;
(4.2)计算需要传输的TTI个数NTTI=min(n|Nmax·n≥M);
(4.3)将需要发射的M个信息比特尽量均匀地分配到NTTI个传输块中;
(4.4)对于NTTI个传输块分别独立进行编码。
(4.5)移动台在需要接入时,发起呼叫流程,获得允许接入指示;
(4.6)在连续的允许发射的时间,对于NTTI个传输块按照顺序进行调制和发射;
(4.7)NTTI信息在接入前导或者接入消息部分进行传递,通知网络侧;
(5)网络侧根据获得的NTTI信息,对于连续的NTTI个传输块进行解调,并且将信息比特合并为一个完整的消息;并且向无线网络控制器和核心网传递信息;
(6)由无线网络控制器与核心网控制完成接入流程。
7、根据权利要求6所述的PRACH帧结构的实现方法,其特征在于:对于WCDMA系统,允许接入的条件为接收到的接入指示为1。
8、根据权利要求6所述的PRACH帧结构的实现方法,其特征在于: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。
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