NO335460B1 - Delkanaler for slumpaksesskanalen i tidsdelt multipleksing - Google Patents

Abstract

Delkanaler defineres for en fysisk slumpaksesskanal i et trådløst tidsdelt duplekskommunikasjonssystem, ved bruk av kodedelt multippelaksess. Delkanalene bærer informasjon mellom systembrukere og et systemnett. En rekke av radiorammer har en sekvens av tidsluker. For et bestemt tidslukenummer i sekvensen, er hver delkanal tilhørende det bestemte tidslukenummeret unikt definert av en radioramme i rekken.

Description

Oppfinnelsen angår generelt kommunikasjonssystemer med trådløstidsdelt dupleks (TDD) som anvender kodedelt multippel aksess. Spesielt angår oppfinnelsen delkanaler for den fysiske slumpeksesskanalen (PRACH) i slike systemer.

I kommunikasjonssystemet med kodedelt multippelaksess (CDMA) som anvender frekvensdelt dupleks (FDD) slik det er foreslått for tredjegenerasjons partnership-prosjektet (3GPP), anvendes fysiske slumpaksesskanaler (PRACF<T>er) for å overføre datapakker og systemstyringsinformasjon med lav hyppighet fra brukerutstyr (UE) eller brukere til node-B'en.

I et 3GPP FDD/CDMA-system, deles PRACH i ti (10) millisekunders radiorammer 22x til 22g (22) med femten (15) tidsluker 24, som vist i figur 1. Radiorammene 22 nummereres sekvensielt, slik som nummerering fra 0 til 255, som et systemrammenummer. Systemrammenumrene gjentas sekvensielt. Slumpaksessoverføringen starter ved begynnelsen av et antall veldefinerte tidsintervaller, betegnet aksessluker 26. Slumpaksessoverføringene 28i til 285 (28) fra brukerne begynnes i en bestemt aksessluke 26 og fortsetter i en eller flere luker 26. Disse overføringene sendes ved bruk av slumpmessig valgt signatur assosiert med en aksesstjenesteklasse (ASC) som tilordnes av en radioressursstyrer i nettet til brukeren.

PRACH anvendes for datapakker med lav hyppighet og systemstyringsinformasjon og nettet anvender delkanalene i PRACH for ytterligere separasjon av UE'er og aksesstjenesteklasser. 13GPP FDD/CDMA-systemet, assosieres hver delkanal med en delgruppe av de totale opplinksaksesslukene 26, beskrevet som følger.

To sekvensielle radiorammer 22 kombineres til en aksessramme 20. Aksessrammen deles i 15 aksessluker 26. Hver aksessluke 26 har en varighet av to radiorammetidsluker 24 som vist i figur 1. Varigheten av en radioramme 22 er vist i figur 1 ved de dobbeltkodede pilene. Delkanalene tilordnes til aksesslukene 26 ved sekvensielt å nummerere lukene fra 0 til 11, som vist i figur 1. Etter at delkanalen 11 er tilordnet, nummereres den neste aksessluken 26 som 0 og nummereringen gjentas. Nummereringen av aksessluken 26 til delkanalen gjentas for hver 8. radioramme eller hvert 80. millisekund (ms). Denne gjentakelsen kan betraktes som en modulo (mod) 8 ved telling av radiorammenummeret.

13GPP FDD/CDMA, anvendes flere PRACH'er. Hver PRACH assosieres unikt med en slumpaksesskanal (RACH) transportkanal og assosieres også med en unik kombinasjon

av blokkinnlednings-skramblingkode, tilgjengelige blokkinnledningssignaturer og tilgjengelige delkanaler.

Figur 2 er et eksempel på en illustrasjon av en slik assosiasjon. RACH 0 30o pares med PRACH 0 32o gjennom en kodeblokk 3 lo. Dataene som blir mottatt over PRACH 0 32o gjenvinnes ved bruk av blokkinnledningsskramblingkoden 0 340og den riktige blokkinnledningssignaturen 38 for de sendte dataene.

PRACH 0 32o er unikt assosiert med blokkinnledningsskramblingkoden 0 34o og har tre aksesstjenesteklasser (ASCer), ASC0400, ASC140iog ASC2402. Selv om ASC-antallet vist i dette eksempelet er tre, er maksimalantallet for ASCer åtte (8). Hver ASC 40 har et antall tilgjengelige delkanaler, tilgjengelige blokkinnledningssignaturer og en vedholdenhetsfaktor. Vedholdenhetsfaktoren representerer vedholdenheten i gjenoverføring av blokkinnledningssignaturen etter et mislykket aksessforsøk. 13GPP FDD/CDMA, er det største antall tilgjengelige delkanaler 36 lik 12, og det største antall tilgjengelige blokkinnledningssignaturer 38 er 16.

RACH 1 30i pares med PRACH 1 32i. PRACH 1 321 er unikt assosiert med blokkinnledningsskramblingkoden 1 34i og dens delkanaler 36 og blokkinnledningssignaturen 38 er oppdelt i fire ASCer 40, ASCO 403, ASCI 404, ASC2 405og ASC3 406. RACH 2 302pares med PRACH 2 322. PRACH 2 322anvender blokkinnledningsskramblingkoden 2 342, som også anvendes av PRACH 3 323. Tre ASCer 40 er tilgjengelige for PRACH 2 322, ASCO 407, ASCI 408og ASC2 409. Fordi PRACH 2 og PRACH 3 deler blokkinnledningsskramblingkoden, blir en gruppe med avdelte tilgjengelige delkanaler/tilgjengelige blokkinnledningssignaturkombinasjoner ikke anvendt for PRACH 2 322. Det avdelte området anvendes av PRACH 3 323.

RACH 3 303pares med PRACH 3 323. PRACH 3 323anvender også blokkinnledningsskramblingkoden 2 342og anvender ASCO 40io og ASCI 40n. ASCO 40io og ASCI 40n rommer det tilgjengelige delkanal-/signatur-settet som ikke ble anvendt av PRACH 2 323.

Ettersom hver PRACH ASC 40 er unikt assosiert med

blokkinnledningsskramblingkoden 34 og tilgjengelige blokkinnledningssignatursett og delkanaler, kan node-B'en fastlegge de PRACH 32 og ASC 40 som er assosiert med mottatte PRACH-data. Som resultat av dette sendes de mottatte PRACH-data til den riktige RACH-transportkanalen. Selv om hver PRACH 32 er illustrert i dette

eksempelet som å ha ASCene 40 delt av tilgjengelige blokkinnledningssignaturer, kan delene også være av delkanalen 36.

Et annet kommunikasjonssystem som er foreslått for å anvende PRACH'er er et CDMAsystem som anvender tidsdelt dupleks (TDD), slik som det foreslåtte 3GPP TDD/CDMA-systemt. I TDD deles radiorammer i tidsluker som ble anvendt for å overføre brukerdata. Hver tidsluke anvendes for å overføre kun opplinkdata eller nedlinkdata. I motsetning til dette deler et FDD/CDMA-system opplink og nedlink ved hjelp av frekvensspektrum. Selv om etergrensesnittet, det fysiske lag mellom FDD og TDD-systemer er ganske forskjellige, er det ønskelig å ha likheter mellom de to systemene for å redusere kompleksiteten på nettverkslagene, slik som lagene 2 og 3.

Det er følgelig ønskelig å ha delkanaler for RACH'en for TDD.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for å definere delkanaler for en fysisk slumpaksesskanal i et trådløst tidsdelt duplekskommunikasjonssystem som bruker kodedelt multippelaksess, kjennetegnet ved de trekk som er angitt i det vedfølgende patentkrav 1.

Utførelser av foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte ifølge patentkrav 1 er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i de vedfølgende patentkravene 2 til 4.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fysisk slumpaksesskanal (PRACH) i et trådløst tidsdelt duplekskommunikasjonssystem som bruker kodedelt multippelaksess, kjennetegnet ved de trekk som er angitt i det vedfølgende patentkrav 5.

Utførelser av foreliggende oppfinnelses fysiske slumpaksesskanal (PRACH) ifølge patentkrav 5 er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i de vedfølgende patentkravene 6 til 8.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et trådløst tidsdelt duplekskommunikasjonssystem som bruker kodedelt multippelaksess, kjennetegnet ved de trekk som er angitt i det vedfølgende patentkrav 9.

Utførelser av foreliggende oppfinnelses trådløse tidsdelte duplekskommunikasjonssystem ifølge patentkrav 9 er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i de vedfølgende patentkravene 10 til 16.

I det følgende gis en summarisk beskrivelse av oppfinnelsen.

Delkanaler defineres for en fysisk slumpaksesskanal i et trådløst tidsdelt duplekskommunikasjonssystem som anvender kodedelt multippelaksess. En rekke av radiorammer har en tidslukesekvens. For et bestemt tidslukenummer i sekvensen, defineres hver delkanal hos det bestemte tidslukenummeret unikt av en radioramme i rekken.

Oppfinnelsen vil nå bli forklart ved hjelp av de vedfølgende tegninger, hvor:

Fig. 1 er en illustrasjon av aksessluker og delkanaler for FDD/CDMA-system,

fig. 2 er en illustrasjon av PRACH-konfigurasjoner i et FDD/CDMA-system,

fig. 3 er en illustrasjon av delkanaler i et tidsdelt dupleks (TDD)/CDMA-system,

fig. 4 er en illustrasjon av PRACH-konfigurasjoner i et TDD/CDMA-system, og

fig. 5 er et forenklet skjema for en node-B/basestasjon og et brukerutstyr som

anvender en TDD/CDMA PRACH.

I det følgende gis en detaljert beskrivelse av oppfinnelsens foretrukne legemliggjøringer.

Selv om den følgende drøfting anvender et 3GPP-system for illustrasjon, er delkanaler for et TDD PRACH gyldig også for andre systemer.

Figur 3 illustrerer en foretrukket implementering av delkanaler for tidsluke 3 for PRACH'er for et TDD/CDMA-system. Hver PRACH 48 er assosiert med et tidslukenummer 56 og et sett av delkanaler 50 og kanaliseirngskoder 52, som vist i figur 4. For et bestemt tidslukenummer 56, er en delkanal 50 unikt assosiert med en radioramme 44, som vist ved de dobbelhodede pilene. I en foretrukket implementering, slik som vist i figur 3, tilordnes hver delkanal 50 sekvensielt til sekvensielle radiorammer 44. Til illustrasjon er delkanalen 0 assosiert med et tidslukenummer hos den j<te>radiorammen, slik som radiorammen 0 i figur 4. Delkanalen 1 assosieres med det samme tidslukenummeret hos den neste (jj + l<te>) radiorammen, slik som radiorammen 1.

Etter n radiorammer, tilordnes de påfølgende n rammene de samme delkanalene 50. For eksempel tilordnes delkanalen 0 til radiorammen n + j, som til radiorammen n. For en bestemt tidsluke 56, tilordnes delkanalene 50 på grunnlag av systemrammenummeret, som er en rekke av gjentagende radiorammer. En foretrukket løsning anvender en modulo-funksjon av systemrammenummeret (SFN) for n delkanaler. For delkanalen i, anvendes ligning 1: hvor mod n er en modulo-n-funksjon. En illustrasjon anvender en modulo-8-funksjon, som antydet ved ligning 2.

Som følge av dette, som vist i figur 3, tilordnes delkanalen 0 i en første tidsramme 44o i tidsluke 3.1 en andre tidsramme 44i, tilordnes delkanal 1 og så videre inntil en åttende ramme 44, hvor delkanalen 7 tilordnes. Fortrinnsvis er delkanalantallet 8, 4,2 eller 1. Selv om figur 3 kun illustrerer delkanaltilordningene for tidsluke 3, anvendes den samme planen for et hvilket som helst tidslukenummer.

I et FDD/CDMA-system, er hver PRACH 32 assosiert med en unik kombinasjon av blokkinnledningsskramblingkoden 34, tilgjengelige delkanaler 36 og tilgjengelige blokkinnledningssignaturer 38. Et eksempel på en mulig implementering av 4 PRACH'er er vist i figur 4.

På analogt vis, er hver PRACH 48 i et TDD-system fortrinnsvis assosiert med en unik kombinasjon av tidsluker 56, tilgjengelige kanaliseringskoder 50 (foretrukket maksimalt 8) og tilgjengelige delkanaler 52 (foretrukket maksimalt 8) som vist i figur 4. Kanaliseringskodene 52 anvendes av brukere for å overføre opplinkdata. På samme måte som for FDD, pares hver TDD PRACH 48 med en RACH 46 transportkanal via en kodeblokk 47. Figur 4 illustrerer en generell konfigurasjon for PRACH'ene 48. Hver PRACH 48 er assosiert med en tidsluke 56 og et sett av tilgjengelige delkanaler 50 og tilgjengelige kanaliseringskoder 52. Som vist i figur 4 tilordnes hver PRACH 48 i en bestemt tidsluke eksklusive kanaliseringskoder 52. Dette setter basestasjonens PRACH-mottaker i stand til å skille mellom forskjellige PRACH'er 48 ved å kjenne til kanaliseringskodene 52 som blir anvendt for å gjenvinne de mottatte PRACH-data.

ASCer 54 dannes fortrinnsvis ved å oppdele en bestemt PRACF<T>s tilgjengelige delkanaler 50 og kanaliseringskoder 52. Vanligvis fastsettes en grense for antallet av

ASCer 54, som for eksempel åtte (8). RACH 0 460mottar data over PRACH 0480, ved å dekode data overført i tidsluken 0 56o med de riktige kanaliseringskodene til PRACH 0 48o. De tilgjengelige delkanalene 50 og kanaliseringskodene 52 oppdeles i tre ASCer 54, ASCO 540, ASCI 54x og ASC2 542. Som vist innstilles hver oppdeling av kanaliseringskodene 52, selv om, i en annen implementering, oppdelingene kan være etter delkanalene 36 eller et unikt sett av kanaliseringskodeVdelkanalkombinasjoner. Dette gir som resultat i det foreliggende eksempelet at hver ASC 54 har et unikt sett av kanaliseringskoder 52 for denne PRACH 48. ASC 54 som er assosiert med mottatte PRACH-data bestemmes ved bruk av kanaliseirngskoden 52 som ble anvendt for å gjenvinne de mottatte PRACH-data.

RACH 1 46i mottar data over PRACH 1 48i ved å dekode data overført i tidsluke 1 56i ved bruk av PRACH l's kanaliseirngskoder 52. De tilgjengelige delkanalene 50 og kanaliseringskodene 52 oppdeles i fire ASCer 54. ASCO 543, ASCI 544, ASC2 545og ASC 3 546.

RACH 2 462mottar data over PRACH 2 482ved å dekode data overført i tidsluke 2 562ved bruk av PRACH 2's kanaliseirngskoder 52. De tilgjengelige delkanalene 50 og kanaliseringskodene 52 oppdeles i tre ASCer 54, ASCO 547, ASCI 548og ASC2 549, og en utilgjengelig del anvendt for PRACH 3 483. RACH 3 463mottar data over PRACH 3 483ved å dekode data overført i tidsluke 2 562ved bruk av PRACH 3's kanaliseringskoder 52. De tilgjengelige delkanalene 50 og kanaliseringskodene 52 for tidsluken 2 5 62 oppdeles i to ASCer 54, ASCO 54io og ASCI 54n og en utilgjengelig del som ble anvendt av PRACH 2 482. Som vist i figur 4 deles i realiteten tidsluken 2 562i to PRACH'er 48, PRACH 2 482og 3 483, ved hjelp av kanaliseirngskodene 52.1 dette eksempelet gir dette som resultat at data mottatt i tidsluken 2 562sendes til den riktige PRACH 48 på grunnlag av kanaliseirngskodene som ble anvendt for å overføre dataene. Alternativt, i en annen implementering, kan oppdelingen gjøres etter delkanalene 36 eller kanaliseringskode-/delkanalkombinasjoner.

Som vist i PRACH-implementeringen som er angitt i figur 4, er eksempelet med TDD PRACH-konifgurasjonen tilsvarende den som gjelder for eksempelet FDD PRACH-konfigurasjonen i figur 2.1 TDD assosieres hver PRACH med en tidsluke 56.1 FDD assosieres hver PRACH med en blokkinnledningsskramblingkode 34. TDD ASCer 54 oppdeles fortrinnsvis etter tilgjengelige kanaliseirngskoder 52 og FDD ASCer 40 ved hjelp av tilgjengelige blokkinnledningssignaturer 38. Disse likhetene i de nevnte eksempler setter de høyere lag i stand til å arbeide på tilsvarende måter for TDD og

FDD.

Figur 5 er et forenklet blokkskjema for et TDD PRACH-system. For bruk til å sende PRACH-informasjon, slik som en tilordnet PRACH og ASC, til UE 60 fra nettverkstyreren 62 via node-B/basestasjon 58, anvendes en PRACH informasjonssignaleringsinnretning 66. PRACH-informasjonssignalet løper gjennom en bryter 70 eller isolator og utstråles ved hjelp av en antenne 72 eller en antennegruppe gjennom en trådløs radiokanal 74. Det utstrålte signalet mottas ved hjelp av en antenne 76 hos UE 60. Det mottatte signalet føres gjennom en svitsj 78 eller isolator til en PRACH-informasjonsmottaker 82.

For å sende data over PRACH fra UE 60 til basestasjonen 58, sprer en PRACH-sender 80 PRACH-dataene 84 med en av de tilgjengelige kodene for den PRACH som er tilordnet denne UE 60 og tidsmultiplekser de spredte data med tidsluken til denne PRACH. De spredte data føres gjennom svitsjen 78 eller isolatoren og utstråles ved hjelp av en antenne 76 gjennom et trådløst radiogrensesnitt 74. En antenne 72 eller antennegruppe ved basestasjonen 58 mottar det utstrålte signalet. Det mottatte signalet føres gjennom en svitsj 70 eller isolator til en PRACH-mottaker 68. PRACH-dataene 84 gjenvinnes ved hjelp av PRACH-mottakeren 68 ved bruk av koden som ble anvendt for å spre PRACH-dataene 84. De gjenvunnede PRACH-dataene 84 sendes til RACH-transportkanalen 64i-64N som er assosiert med denne PRACH. Nettverksstyreren 62 leverer PRACH-informasjonen til PRACH-mottakeren 68 for bruk til gjenvinning av PRACH-dataene 84.

Claims (16)

1. Fremgangsmåte for å definere delkanaler for en fysisk slumpaksesskanal i et trådløst tidsdelt dupleks kommunikasjonssystem som bruker kodedelt multippelaksess, hvilke delkanaler anvendes av systemet for å skille forskjellige aksesstjenesteklasser,karakterisert vedat fremgangsmåten innbefatter: å tilveiebringe en rekke av radiorammer med en tidslukesekvens, og for et bestemt tidslukenummer i sekvensen, å definere unikt hver delkanal i det bestemte tidslukenummeret ved hjelp av en radioramme i rekken.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, hvor delkanalantallet er N og verdiene for N innbefatter 2, 4 og 8.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, hvor hver radioramme har et systemrammenummer.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, hvor hver delkanal tilordnes til sin ene radioramme ved hjelp av en modulo-N-telling av systemrammenummeret.

5. Fysisk slumpaksesskanal (PRACH) i et trådløst tidsdelt dupleks kommunikasjonssystem som bruker kodedelt multippelaksess,karakterisert vedat denne PRACH innbefatter: et tidslukenummer i en sekvens av tidsluken unikt assosiert med denne PRACH, og minst to delkanaler, hvori hver delkanal er unikt definert ved assosiasjonen av en radioramme i en rekke av radiorammer med tidslukenummeret.

6. PRACH som angitt i krav 5, hvor antallet delkanaler er N, hvor verdiene for N inkluderer 2, 4 og 8.

7. PRACH som angitt i krav 6, hvor hver radioramme har et systemrammenummer.

8. PRACH som angitt i krav 7, hvor hver delkanal tilordnes til sin ene radioramme ved en modulo-N-telling av systemrammenummeret.

9. Trådløst tidsdelt dupleks kommunikasjonssystem som bruker kodedelt multippelaksess,karakterisert vedat systemet innbefatter: en nettverksstyrer anpasset til å separere brukerutstyr ved hjelp av delkanaler i fysiske slumpaksesskanaler (PRACH'er), hvilke delkanaler er definert unikt ved assosiasjonen av en radioramme i en rekke av radiorammer med et tidslukenummer til en sekvens av tidsluker i hver radioramme.

10. System som angitt i krav 9, videre innbefattende en basestasjon for å signalere aksesstjenesteklasse (ASC)-informasjon til brukerutstyr, hvor hver aksessklasse er assosiert med et delsett av delkanalene.

11. System som angitt i krav 10, videre innbefattende brukerutstyr for å motta den signalerte ASC-informasjonen.

12. System som angitt i krav 11, hvor brukerutstyr anvender ASC-informasjonen for PRACH-overføringer.

13. System som angitt i krav 12, hvor ASC-informasjonen angir kanaliseringskoder for PRACH-overføringene.

14. System som angitt i krav 11, hvor delkanalantallet assosiert med en PRACH er N og verdiene for N inkluderer 2,4 og 8.

15. System som angitt i krav 14, hvor hver radioramme har et systemrammenummer.

16. System som angitt i krav 15, hvor hver delkanal tilordnes til sin ene radioramme ved en modulo-N-telling av systemrammenummeret.