TW466882B - Random access in a mobile telecommunications system - Google Patents

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TW466882B TW088106441A TW88106441A TW466882B TW 466882 B TW466882 B TW 466882B TW 088106441 A TW088106441 A TW 088106441A TW 88106441 A TW88106441 A TW 88106441A TW 466882 B TW466882 B TW 466882B
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Wolfgang Granzow
Georg Frank
Maria Gustafsson
Fredrik Ovesjo
Henrik Olofsson
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Ericsson Telefon Ab L M
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Description

4 6 6 882 五、發明說明（1) 發明背景 本發明是有關行動遠距通訊領域，實際是應甩在趙 41 多重接凟 ΓΓπΗρ Division Multiple Access，XDJLA^ 或 寬頻符碼分割多重接達C^CJiiUJ系統上，一種處理多重隨 機接達呼叫的方法和系統。 .相關#藝説明
下一代的行動通訊系統，如IMT - 2 0 0 0和環球行動遠距通 訊系統（U n i v e r s a 1 Μ ο Μ 1 e T e 1 e c 〇 m m u n i c a 1: i ο n S y s t e m， UMTS)，直接序列符碼分割多重接達（Direct Sequence-CDMA， DS-CDMA)方法已在歐美日本推出。而在 這一方面’歐洲和日本考慮一種類似WCDMA的系統，而美 國考慮另外一種不同的DS-CDMA系統。 下一代的系統必須提供更多的遠距通訊功能，包括使用 口 通3ΐ 路夺換^(channel ci r cu i t-swi tched)模式， 來傳輸數位、聲音影像和數據資料。如此一來，祿铋士 ^ 將大幅增加，導致喃機接各趙逆（R 的流量密度上
昇。不幸的是’高逾導致訊號相衝和接達失敗。 因此新一代的通訊系統必須要採用更快、更有彈性的隨機 接達程序，1能增加接達成功率’減少接達要求訊號的處 理時間。換§之’這些系、统必須能更快和更有效率的接 達，才能應付遽增的封包交換流量d .ffCD_f_A方式包含'^兩種不同封包資料的傳輸途徑，公用通 迢一和專用。但不論使用哪種傳輸方式.，隨機接達勢必
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d 6. 6 88 2
五、發明說明（2) 要更快、更有效率。共同美國專利申請序號〇 8/ 733, 5 〇1和 0 8 / 8 4 7，6 5 5和美國臨時¥利申請序號6 0 / 0 6 3，〇 2 4，皆描述 這種隨機# .達的方法’其使用封包式的傳訊服務，行動台 可在公用通道和專用通道’傳送封包資料。使用於公用通 道時’封包是包含在隨機接達要求傳送訊號中；使用於專 用通道時’隨機接達要求本身即要求配給一個專用通道， 以便傳送相關的封包資料。 上述提及的專利申請案公佈了 一種區位化的 ALQJIMSlotte^i-ALOHA, S-ALOHA)隨機接達方式。這種方 式可讓i也I用一個公涌-傳邀媒這個傳輸媒 介可分成數，達甚位-(access slots)，依所接收樞界 的>.日I.間差來區分。每個使用者（MS).選擇一個接達區位，然 後將訊息資料傳入該接達區位。但這種方式的缺點是接達 區位ϋ未固定劃分給使用者，可能導致不同使用者在傳訊 時產生衝突。 比方說，使用上述專利申請案gs_AL〇HA隨機接達方式 時’有位使用者輸入後傳送一個她機接達要求，其訊框結 構（f rame stru_〇jLiiiie、如圖}所示。上述前兩種專利申請 案皆使用如圖示的訊框結構。如圖所示，這種隨機接達要 求包括一個始標和資料區域。始^^於_響鈐功能-;資 料區則包括要求訊號和/或資料封包。為了防止其他使用 者選擇相同的接達區位而產生要求衝突，始標包含一個獨 特的簽名型樣（位元b i t 使用者可擁名型樣 ‘ 〔但最好不要太多），以隨機&式選取其一，更能降低訊號 '
第7頁 466 882 五、發明說明（3) ' 衝突的風險。 底下A-LO H A 系統採取的標準步驟。首先， 使用者先與基地台同步。使用者先調頻至一個廣播通道， 透過這個通道可以接收到大哥大業者的隨機接達碼、廣播 通道傳輸功率位準、以及基地台所測量到的干擾訊號位 準。接下來，使用者估計下行路徑損失，然後根據基地台 的干擾讯號位畚和傳輸功率位準，估計本考所霈的傳輪功 声用者選擇一個接達區位和簽名型樣 '，然後角其 選擇的接達區位和簽名型樣’傳送隨機接達要求。使用者 等待基地台對其隨機接達進行確認。如果使用者在一定的 時間内（時限）沒有收到來自基地台的確認訊號，使用者 再選擇另個接達區位和簽名型樣，傳送另個隨機接達要 求。 請看圖1標由不同的簽名型樣所調變，並散佈基地 台特有的離散碼。簽名型樣用來分開多個同時傳送的隨機 接達要求，決定對要求訊號資料區使J那個雜命诚点# 碼。如前所述’因此使用相同接達區位的兩位使闬者，就 可依其簽名型樣區分開來。而且也可將導引符號插入要求 訊號的資料區，使得偵測模式一致化；要求訊號的始標部 分也有相同功能’但如果資料區過長，通道估計必須因而 更新。 圖2列出上述專利申請案中第三種隨機接達要求的訊框 結構。使用此種訊框結構時，查料區—是由通道中的I分路 傳送’而始標/導引是由Q分路傳送。使用這種訊框結構主
第8頁 46 6 382 五、發明說明（4) 要是為了隨機接達通道與其他專用上行通道彼此相容·， 而WCDMA方涂為多工I/Q。不管使用的是時間多工、I/Q多 工、或是符碼多工（高度打亂I / Q訊號，能與其他方式共 存）’都無多大干係° 專用資料通道的訊框根據電源控制指令音丨成數個時 閒區位（t i me s 1 ot ) °這些區位為指定的框區位。在 WCDMA系統中，一個訊框（f r ame )可分成I 6個框區位。在 隨機接達的設計中，一個訊框再分成數個接達區位，其目 的是增加隨機接達過程的通量效率。接達區位可指定一段 時間讓使用者傳輸隨機接達要求。使用前述兩項專利申請（' 案的隨機接達方法，Μ機接遠要求能依圖3所示，傳 連續的接達區位。 如圖3所示’隨機接達要求的資料區被一個♦滿(iQng code )(與資料區同寬）摔亂，如此一來 > 一個接達區位 加上保護時間即等於N框區位。理想上，不同接達區位的 始標部分不該重疊’因為這麼一來基地台會需要過多的始 標偵測器，而且隨機接達偵測過程中的干擾也會增加（因 為使用相同的..離散碼）。對於上述專利申請案第三項的訊 框結構’其隨機接達通道的通I #率可能會-爽少，因為不一. 但使用的始標加長’還要讓不同接達區位的接達要求始標、、丁 訊號不能重疊。 基地台的隨機接達接收器是由兩個部分組成，其中一個 部分偵測始標’另個部份偵測要求訊號中的資料區。偵測 始標的部分包括一個匹配濾波器，匹配簽名的離散碼。匹
4 6 6 88 2 ____ 五、發明說明（5) 配濾波器的調變輸出訊號由預定的簽名符號放大後移除 (再調變），依不同的簽名符號用，區分不同使用者的隨 機接達要求。 當基地台的接收器將一傾機接这要毛登錄至始標偵測 器部分，數個R AKE指銷（f i nser s )會分配出來偵測要求 訊號中的資料區。同時始標偵測部分會將要求訊號資料區 的框時序（frame timing)，耦合至RAKE接收器，還包括資 料區的離散碼以及通道回應的初始評估。RAKE接收器偵測 貧料區的資料，然後基地台處理該資料，回應使用者的隨 機接達要求。 ϋ通道並不 理隨機接達 蓋用方法有 接達求訊 不能重， 接達方式（ 問題：假如 法偵 區位的導引 名相同，也 ，在資料傳 台的每個接
方法存在一個問題：μ ^ ^ α ϋ it ^owrnMA 相容。如此一來，新的硬體必須 通道的資料區。 ϋ問顆:即使解 仍然需畏.大量的額外線衡。 息處理；皂率會下降,因 行通道不 式的另個 為接 ^的始標卻机當長。 上述的應用 的上 發展出來，處 上述篦二梓 相容的問題， 問題是：_隨機 達區位的始標 第三種隨機 方式所沒有的 個接達區位，. 丁’每個接達 區位原來的簽 门。如此一來 也就是第三種應 要求訊號的資料 測正確的柜B年字 付號所攜帶的簽 可能依不同的接 輪過程中，可能 達區位只能接收 決了上 這種方 用法）有個其他 區長度超過了一 。在這種狀況之 名，可能與接達 達區位而有所不 會多次偵測簽名 一個時序訊號， 位 %。但基地
第10頁 4 6 6 882 五、發明說明（6) 所以可能無法正確決定其框位時序。雖然這個問題另有方 法解決’但卻相當複雜。 這個方式的另個問題是：在隨機接達訊號偵測過程中， .整^尾」立必須被^^赶1，準」潘下一次的數攄偵剃， 墓^同U專送·^出為」!： L究成隨機掉璋 個步驟需要一個接遠區位，也就.县要將整_ 個接達區位完全緩衝起來。 如果使用另外兩種方式（也及本發明所使用的方式）， 在债測資料區的過程中，需要額外的資料緩衝，這是因為 執打通道估計，需要一個連續傳輸的導引通道（上述第三 種方法），或間歇性插入導引符號（上述第一種方法）。 換s之’ '通iUt計必須根據所接收的資料符號而定。資料 缓衝只同在計算與資料符號對應的通道估計工作而已（也 就是與通道同步傳送的符號）。 發明總結 符合本發明最佳的應用系統：一種上行公用實體赛道 .(隨機接達通道）的，其分成了始標和資料區。 始標是基地台用以偵測行動台的隨機摔達要求；通道的資 用者資料，以及在接收眘蚪恧昧徂給桶堉估計 •所i~ii-量的導_引符號訊框中始μ與資料區之間最好置入 ’個_£呆護間―與’使其在真正資料續測開始前」啟動某部分 .的t.料偵IL ’ 衝的眘料可以诘.刭噩少。 本發明在技術上的一個重要好處是：對於公用實體上行 通道與專用實體上行通道’雨j的訊拖娃j是相容的。
466882 五、發明說明（7) 本發明在技術上的，個重要好處是：隨機接達要求的舞 /個框區只指派-查_力此-像其验.充分處理各自的工作。 本發明在技術上的下個重要好處是： 敦計’可以應用在隨AiUt要灰的資料區，也可用於專用 上行通道的資料區° ' 本發明在技術上的下個重要好處是：所有必要的後置處 理（post-processing ) ’ m m，都可以在 iajl間」隔中_完成。如此—來，隨機接迳要灰的偵測硬體設 身可以簡化，機接埠要求也處屋延滯也可縮録。
本發明在技術上的下個重要好處是：一套接收硬體設備 可同時用於，公，用實,嗯_上..仃.傳統的卷用會體l·行适 迢，來作資料區的解碼動作，使得硬體設計能夠統一’降 低生產成本。 匕本發明在技術上的下個重要好處是〃：rAke接收器成RAKF. 於公用f艚ii i曾ί陆機梓作之 攄圭十匕…)一和辑〜通道（流量通道），減低所需的硬體 ，備數量。 ·' '本發明在技術上的下個重要好處是：所需的缓衝區域可
:減 ' 因為隨機择達要求的始標和一資料區，其功能是不 相同的。 ^》明在技術上的下個重要好處是··與其一丨也隨敬差達方 H明可提升隨機接達要求速^。^果在I ，明的ΪΪ件'、下，上$第三種隨機接達方式低
4 6 6 88 2 -^- 五、發明說明（3) 一------ — 達 ^表明在技術上的下個重要好處是：在不同速率下’ 式間單說明 … —" — 如欲進一步瞭解本發明的方法和設備，請參考底下繪圖 圖示。卩分’及其詳細的解說： ’ i ΐ隨機接達訊息效能的方法是相當有彈性、的。 圖式簡單說明 … .- * 圖1顯示一個處理隨機接達要求的現存通道訊框結構 構 圖2顯示一個處理隨機接達要求的現存次通道訊框結 〇 圖3顯示一個連續接達（時間）區位的現存通道訊框結 構’處理隨機接達要求訊息。 隨顯不WCDMA行動通訊系統中-種i/q多工訊框結構的 =接曰達通it，符合本發明的最佳具體應用。 圖5是個碼樹圖（η 十 、 # 接達要求1料區符配用者傳送的隨機 發明最佳應用的一二ΐ。付碼配置的㈣，這是符合本 ^ΓΛ'"V"Τ^® ·11 ^^^^ϋ^^ ^气運要求—貝科E，反應本發^月的最 - 3 ，是個方塊圖，顯示一個標準隨方气。 關細節，此單元可用來執4接違偵測早元的相 元的功能。T用杨如圖6所示的隨機接達偵測單 圖8是個方塊圖’顯示一個標準搜尋 =元可用來執行如圖6所示的搜尋單元的功能育細節 9是個方塊圖’顯示—個標準咖指銷的相關
4 6 6 88 2 五、發明說明（9) 此單元可用來執行如圖6所示的RAKE指銷的功能。 圖式之詳細說明 本項發明的最佺應用及其優點可從圖1 - 9看出，包括使 用的數字以及數種圊示的對應部分。 符合本發明最佳應用的系統：一種上行公用實體通道 (隨機接達通道）的訊框結構，分成辞穆和t_M·區·。始標 是基地台用來偵測行動台的隨機接達要求；連Αϋ資料區 能量.的導引符號。訊框中始標與資料區之間最好置入一個 保'護間隔、，以#右营斜到i章前，盘動始標(如此 、 -1 . 需要較少的資料緩衝）。對於公用實體（隨機接達）上行 通道與專用實體（流量）上行通道，兩者的訊框結構是相 容的。 圖4顯示成WCDMA行動通訊系統中，符合本發明最佳應用 的隨機接達通iT叉訊框結構。帶有箭頭的底線代表一個現 存訊框結構的時序，其目的是作比較之用。如圖4所示， 其訊框結構中始標部分也，可同時偵測隨機接達 訊息和簽名位元。如此一來，基地台可以連續監聽傳輸的 始標訊號。為了要區分在同一時間不同使用者所傳送的隨 機接達要求’每個隨機接達要求的始標，都透過一個獨特 的簽名型樣來調變，而此簽名型樣是由每個使用者隨機選 取的。隨機接達要求中簽名調變始標的例子，描诚於 的前面所有上述以提及的方式併入本文 中。
4 6 6 8 3 案號 88106441 年夺月j 曰 修正 五、發明說明（10) 如前所述，每個始標的簽名型樣是由使用者從多個正交 碼（orthogonal codes) 隨機選出的。於此實施例中，每 個正交碼的符號長度為2Nsig，並由一已知之基地台特有的 離散碼所分離（也就是早先經由基地台廣播通道所提供的 離散碼數）。而Nsis參數是所偵測到的簽名型樣序號。每 個這種符號由相同的符碼序列長度SF所離散，而SF指的是 符碼的離散因數。一般而言，所產生的始標長度（例如， SF*2Nsig/Rehip，Rchip是離散序列的速率或晶片速率）短於現 存系統的N框區位的長度（ΓΓ TTS )。相同於本發明的方 式，是藉由中斷使用者的傳輸功率，從始標結尾處到下個 框區位的開頭間，產生一個保護間隔TG。而新的訊框時間 (或長度），如圖4所示，為TPA (始標的時間或長度）加 上！^ (保護間隔的時間長度）再加上TD (框區中資料區的 時間或長度）。這個新的隨機接達訊框結構和使用方法能 節省使用者的傳輸功率（雖然不多，如在隨機接達要求的 始標和資料區之間，中斷其傳輸），而且隨機接達要求的 時序可對準現有系統的框區位時序。 另一方面，依據本發明之較佳實施例，在保護間隔時期 煩，由基地台的接收器處理簽名偵測工作（如使用快速的 0|wa 1 s h - H a d a m a r d轉換方式），而且基地台可快速谓測到是 否有隨機接達要求進入。之後，如同底下詳述，可配置一 ^個現有的RAKE接收器或RAKE指銷（取決於該闬多少延遲路 徑），·在保護間隔期間Te，簽名偵測過程所得的初始值 Μ 可傳送至所選擇的RAKE單元，而這個單元在時序上先 I月
I _所f
O:\58\58057.ptc 第15頁 2001.04. 03.015 46 6 8 五、發明說明（π) 於現有的系統。 偵測隨機接達要求使用保護間隔的例子：一16 的始標，以2 5 6個晶片長的正交金碼（〇rth〇g〇nal Gold code )離散。若一個系統以每秒4 〇 9 6 0 0 〇個晶片速度 (4.096 Mchips/sec)運作，始標長度即為丨個t秒，（ms )。前述的WCDMA系統中，每j 〇毫一f少有丄6個框區位。理論 上來說，這個例子中的保護間隔長珲％應為〇. 25毫秒 同樣是符合本發明的最佳應用，如圖4所示，新的上行 公用實體通道的資料傳輸部分，可與隨機接達始標的規格 分開設計。比方說，如要達到硬體統一設計的目的，最好 是公用實體通道和專用實體通道（一般用於資料流通）使 用相同的資料=控制結構（比如說，導引和速率實料）。 如前所述，在符合本發明的新型訊框結構中，導引符號可 以依專用實體上行通道的離散設計來離散，因此不需要作 任何的簽名位兀調變。所以本項發明（如比較先前所述第 三種專利申請案）可容許更大的自由度來選擇導引區和額 外共同資料的長度（如速度指示器和RI區域）^另外在圖 4中’傳送的導引符號可以是I/Q符碼多工，或時間多工， 或加上數據的符螞多工。 圖5是碼树圖顯示使用者傳送的隨機接達要求資料 區，立通道化符石％而？ sa η 、 ’配置的情形，為符合本發明的最佳應 用。如何離散 ^4丁 f ςηγ y . , ,, 接達要求的資MS⑽nbUng)隨機 如何使用於資料區。；不同的簽名，樣 在故個例子中，隨機接達要求始標所
第16頁 466 δ- ；： ^^_ 五、發明說 用的簽名型樣，指向碼樹中1 6個節點中的一個，其包括 長度1 6的通道化符螞。|擇節點下的子榭（_Sub —tree、， 可用來離散要求訊號的資料區。 舉例來說（參考圖5 )，如果使用者使用一個在子樹底 層（如簽名檔1 6 )離散因數為2 5 6的通道化符碼來離散控 制部分（如Q分路的導引符號），然後對於數據部分（如I 分路）’使用者就可以使用子樹上層離散因數從3 2到2 5儿 的通道化符碼。當然也有其他方法。另外為了改良交叉相 關（cross-correlation)，要求訊號的資料區也可用與 資料區的相同長度的拌碼來打亂（如變成複合碼）。 與本項發明一致，隨機接達要求的資料區域大小是可變 白勺。1^^~系_統的隨機:接逵通道因_應_3；」^ ^的障—接達 所產生的問題，女用本發明之訊框結構方式解決，這 個方式容許要求訊號的資料區使用不同的籬耑@數(每個 要求因而產生不等量的資料），以及不同時間長度的資料 域（使得每個要求也會產生不等量的資料）^ 隨機接達通道上使用不同速率的隨機接達要求，如下個 例子所示：可只對應不4¾一 ϋ的實„£L區長度；如果一個基地台能廣播預設數目的簽 名數，並且派給一個特定的資料速率，基地台就可根據實 際的呼叫要求訊號量，調整簽名組合和資料速率。 再看下個例子，使用者可在隨機接達要求控制部分的開 端包括一 g 域。要求訊號的控制部分包含一個基地台已 知的離散因數（還有符碼），因此基地台可报容2就偵測
第17頁 4 6 6 88 2 五、發明說明（13) 到。也就是說，不同隨機接達要求的資料區，因為其不同 的長度和離散因數’因此很容易被基地台销測到： 在WCDMA系統中，隨機接達要求的資料區長< 度可變的另 項好處是：RI可以離散至整個要求的控制部分比如規， 使用與現存專用上行通道類似的離散方式），但這個j ^法 需要額外的緩衝來容納要求訊息的資料域。另外R丨也可以 包括在要求的資料域開端，而這個資料域可用於不同長产 (時間）的貧料區。 另個例子是一種無矢（b 1 i nd )的速率偵測模式。在偵 測可變長度資料區時，以預定的長度執行循環冗餘檢查' (Cyclical Redundancy Check, CR_CJ)。、編碼私下個可能 的時間長度繼續進行。基地台债測不同離散因數是從最小 的夢散因數開始，假如循環冗餘檢查結果無效，則進行摘 測下個次大的離散因數，以此類推。 因此對於上述每種變化應用，最好能有一組較小的不同 速率可供選擇，以減少額外訊號發射量和/或接收器的複 雜度。同時資料域的長度最好能被系統另個上行通道的框 區位長度分割整除。 圖6是個簡化的方塊圖，為符合本項發明最佳應用的示 範系統（1 0 0 ) : W C D Μ A基地台的接收器分配一個R A K E接收 器單元，來反離散所偵測到的隨機接達要求的資料區。基 本上，這種隨機接達偵測功能可偵測到簽名型樣、估計路 徑延遲，如果需要的話，也可以提J共通道估量100 型示範統中包括一個隨機’和至少一
第18頁 4 6 68 2 案號 88106441 五、發明說明（14) 個搜尋單元104。圖6所示的接收 社接.u 偵測單元1 02，但可用來當成一般炉°詈妓〉、隨機接達 機接達偵測單元1 02的功能之一，相七/"^、接收器。隨 徑延遲資…RAKE接收器單i二及/勃尋過乂提供如路 ^的資料區時，就是使用來自隨機接二測單 3 *料。將/ V*個搜尋單元1 04與隨機接達谓測 =兀102並聯，這麼一來，隨機接達偵測單元1〇2就可以看 成一個特殊型式的搜尋器。一個或以上的搜尋器單元 1 0 4，其主要功能是偵測使用中的流量通道上所有的傳播 延遲。隨機接達摘測單元1 0 2和至少一個搜尋器單元1 〇 4， 可提供路徑延遲資訊給RAKE接收器單元1〇8使用。 來自隨機接達偵測單元1 0 2和至少一個搜尋器單元1 〇 4的 輸出，耦合至控制單元106。控制單元1〇6利用路徑延遲資 訊、通道估量、及簽名資料，將所偵測到的資料區訊息， 分配給適當的RAKE接收器單元之位元組1〇83至1〇811作資料 統整。控制單元1 0 6的輸出將控制訊號耦合至r a K E接收器 單元i 0 8 ’此接收器單元包含所偵測到的簽名型樣序號n sU ’這個簽名用來指定下個輸入RAKE接收器單元的資料速
率。控制單元1 0 6的控制訊號也包括路徑延遲估計r v，此 項估計被RAKE接收器單元1〇8用來設定正確的延遲率，以 反離散輸入RAKE接收器單元的資料區。從控制單元1〇6耦 合而來的通道估計參數/；，也可當成RAKE接收器單元108 的相始通道估計值。
III
O:\5S\58057.ptc 第19頁 4 66 882 五 '發明說明（15) 在符合本項發明下，隨機接達要求始標和資料區之間， ®入一個典護間隔，使丨〇〇型系統在待機期’可完成上 :所有後置處理。虫α此—[處理輸入資料緩衝的硬體要 粗，可以降低了。而且公用和專用實體通道的要求訊號資 2區，使用相同的結構，也可簡化基地台接收器的設計。 有關圖5中這種新式隨機接達設計的好處就如上所述。 ^前所述，隨機接達偵測單元丨〇 2可當成一個特別的搜 尋二。至J 一個搜尋器1 〇 4和隨機接達镇測單元丨〇 2，提供 路技延遲資料給RAKE接收器1 08使用《在符合本項發明 下，假如所有上行資料數據通道，都使用相同的設計來處G 理隨機接達要求的資料區，每一個RAKE接收器元件（或 RAKE指銷）| 108兰到108η ,皆可藉著铿斛單〜元106分配出 去’解調傳播路徑上所接收到的資料。因此一組RAKE元件 可用於專用實體通道（傳統上行資料數據），也可以隨機 接達操作模式，在公用實體通道進行封包資料傳輸。因此· 使用本項發明的隨機接達設計，可以減少所需的RAKE元 件。 圖7為一方塊圖，顯示一個示範的隨機接達偵測單元 (2 0 2 )的有關細節’這個單元可用來執行圖6隨機接達偵，一） 測器單元1 0 2的功能。其好處是採用-某顆_____(~ba~s.c b-afl-d-, )訊號處理設計，包括一種複雜的射頻前端下轉換 (down-conversion )’.執行這種複雜的下轉換是經由混 合正弦和餘弦載波（兩種載波的頻率相同）來達成。示範 的隨機接達偵測單元2 0 2可用於基地台隨機接達接收器的I ··
第20頁 466882
案號 88106441 五、發明說明（16) 分路（使用一支天線）。類似的隨機接達偵測單元可用於 Q分路。複合訊號流以雙箭頭直線指示。 ' 隨機接達偵測單元2 0 2包括一個匹配的濾波器2 〇 4。這個 只在始標期間使用的匹配濾波器，調錯至始標的離散碼 (已由基地台提供使用者）》匹配濾波器2 〇 4是用來俄測 隨機接達要求、反離散隨機接達封包的始標部分、將結果 訊號耦合至累加器。累加器是由數個累加單元組成，^個 單元包括一個區段整合與清除模組（M〇ck Utegrate & dump modules ) 2 0 6 i-n (i 為 ^n)，以及—個相關的 名產生器單元2 0 8 i-n。每個收到的始標都包含—個獨特的 簽名型樣，每個累加器單A ( i到n )都調頻至可能收到的 簽名型樣》因此如要區分所收到的不同隨機接 須以選定的簽名符號（來自簽名產生器單元2〇8i_n)， 調變（ 20 5 i-n)符碼匹配濾波器2〇4的輪出’調變後的訊 號以一致的方式累加至區段整合與清除模&2〇6i_n。 、的輸出（區段整合與清除模組 ϊ 端，每個峰值㈣器單元21〇1_n搜尋其個別 gEOBi-n)=輸出訊號，找尋超過預定偵測門檻的峰值訊 5。=個峰值巧二器單元^^^測量其個別學值訊號的時 明間位置τ r η (検跨始標Μ之符號期）。假如波峰絕對值 示超過預，門檻，相關的時間位值（時間延遲）τ广r輸 至控制單元1。〇6和通遒估量單元n2i。RAKE指銷中 的通道估量器或可提供初始值至低通濾波器，rake指銷 月 1 08a-n 3 'ψ\ I，_
2001.03. 30. 021 O:\58\58057.ptc 第21頁
4 6 6 88 f：;: _ 案號 88106441 五、發明說明（17) $周f解調後來隨機接達要求的數據部分。這些初始值 4 - &是在測得的時間位置τ i - τ a ，取自區段整合與清 除模組2 0 6。因此在每次時間延遲位置的累加結果，輸出 至巧制單元106，用來選定raKE指銷l〇8a-n。每個通道估 量單το (累加器分路）2 1 2 i -n的輸出，分別對應至簽名型 樣 \ -Sn。 圖一方塊圖’顯示搜尋器單元（3 0 4 )的相關細節’ 此搜尋單元可用來執行圖6所示的搜尋單元丨〇 4的功能。這 個不範的搜尋器單元3 〇 4包括一個符碼匹配濾波器3 〇 6，匹 配使周中專用數據通道的導引序列。從匹配濾波器3 〇 6輸 出的複合訊號之絕對值平方（3 〇 8 )，非一致性（符號對 符號）累積在整合與清除單元3丨〇，此為輸入複合訊號的 頻率補償所致。路控選擇器312從整合與清除單元31〇中 (延遲功率頻譜，DPS)，搜尋最高的輸出峰值，方法是 將每個峰值與預設限值作比較。路徑延遲ri_ rk結合最高 峰值訊號數值，輸出至控制單元1〇6，用以選擇RAKE指銷 1 0 8 a - η β 圖9是個方塊圖’顯示—個示範的“^指銷（4〇8m )，它可用來執行圖6所示的RAKE指銷1〇8a_n的功能。 RAKE 指銷1 〇8a-n 包含一組指銷RAKE1 〇8a —n (例如4〇8a_n )。每個指銷1 〇 8 a - η分派給個別的路徑延遲（τ i )。 個流量通道/使用者都需要一個指銷接收單元1〇8(4〇8)。 不同的延遲時間、r〖由控制變數延遲緩衝器4丨〇來作時 差補償。r【的初始設定是由圖7的隨機接連偵測器單元
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第22頁 案號 88106441 修正 mm fWTLi 五、發明說明（18) 202，經由控制單元1〇6 (見圖β)和追蹤控制單元412所提 ，的。的正確值是由圖8的搜尋器單元3 〇4，經由控制 單元106 (見圖6)和追蹤控制單元412所提供的，或經由 延遲，計單元4 1 5所估量出。對於第二種方式，時間延遲 估量單元4 1 5，可用一個已知的早晚延遲鑑別器（延遲鎖 疋迴圈技術）來執行，其使用符碼產生器413和延遲緩衝 器4 1 0的輸出，來計算非.一致性的時間延遲。接收到（輸 入）訊號以原始離散碼的共軛複數（416)來反離散，用 符號對符號的方式作一致性的累加（4丨8 ) ^每個收到的 訊號都經由共扼複數通道估計值來加權。 通道估計是用類似通道估量器單元414的方法來計算， 但根據的是輸入的導引通道^從通道估計之整合與清除單 ’ ！='生累加的反離散導引碼，傳送至低通遽波 滤4 2 2 〇、..〇。RAKE指銷單兀輸出（108a —n )的真實 、^ 424曰），得到一軟決策解碼（s〇ft decisi〇n vaiue)， RAKE接收器i〇8的輸出值。因此所指派的以以指銷 數目（母個控制單元106)取決於有效路徑延遲的數目， 此數目由搜尋器單元1〇4所選擇。 雖然本項發明具體應用的方法和設備，已展示在附件的 圖不=和前面詳細的說明中，必須瞭解的是本發明不限於 f 2 ΐ f用，在不脫離底下申請專利範圍中所提出 和疋義的發明精神下，仍有多種其他方式可重組、 代替。 /
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Claims (1)

1 6 6 882 案號 88106441 年4月·^曰 修正 六、申請專利範圍 1 . 一種訊框結構，用於行動通信系統中隨機接達通道， 包括： 至少包含一簽名的始標區；及 包含控制部分和數據部分的資料區，至少有一簽名引 伸的多元符碼，用於離散其控制部分和數據部分。 2. 如申請專利範圍第1項之訊框結構，其中多元符碼包 括一主碼（first code)，用以離散其控制部分；以及至 少一次碼（second code)，用以離散其數據部分。 3. 如申請專利範圍第2項之訊框結構，其中主碼和至少 一次瑪呈正交關係。 其中多元符碼包 ;每個次多元符瑪 其中多元符碼包 ;每個次多元符碼 其中主碼和至少 其中每個次多元 4. 如申請專利範圍第1項之訊框結構 括一次多元符碼，用於離散其數據部分 都相聯於多重的離散因數。 5. 如申請專利範圍第1項之訊框結構 括一次多元符碼，用於離散其數據部分 都相聯於一個別的離散因數。 6. 如申請專利範圍第2項之訊框結構， 一次碼，分別相聯於一碼樹的子樹。 7. 如申請專利範圍第5項之訊框結構： 碼相聯於一碼樹上子樹的相同分支。 8. —種訊框結構，用於行動通信系統中隨機接達通道， 示包括： 資料區，及 ^ 始標； 月i 曰 少斤 提 之
1 I m O:\58\58057.ptc 第1頁 2001.03. 30.025 466882 _案號88106441_和年f月J曰 修正_ 六、申請專利範圍 一介於始標和資料區之間的保護區》 9.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中由一預選的 簽名型樣調變其始標。 1 0.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中從多元正交 碼中，隨機選取一簽名型樣來調變其始標。 1 1 .如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中行動通訊系 統包含了 CDMA系統。 1 2.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中資料區包括 使用者資料，及至少一導引符號。 1 3.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中數據區包括 使用者資料，但沒有導引符號。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之訊框結構，其十使用者資 料是經由I分路或Q分路傳送。 1 5.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中在保護間隔 區時，偵測簽名和分配RAKE接收器。 1 6.如申請專利範圍第1 2項之訊框結構，其中至少一導 引符號經由I分路或Q分路傳送。 1 7.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中資料區包括 2 —速率指示器。 | 1 8.如申請專利範圍第1 7項之訊框結構，其中速率指示 I器相聯於一預設的傳輸速率，及至少一預選的簽名型樣。 ^ 1 9.如申請專利範圍第1 7項之訊框結構，其中速率指示 ^器包括在隨機接達通道的控制區。 广 2 0 .如申請專利範圍第1 9項之訊框結構，其中速率指示 is. Hi
O:\58\58057.ptc 第2頁 2001.03. 30. 026 16 6 882 _案號88106441 %年爭月J日 修正_ 六、申請專利範圍 器包含在控制區的前端。 2 1 .如申請專利範圍第1 9項之訊框結構，其卡速率指示 器離散於整個控制區。 2 2.如申請專利範圍第1 7項之訊框結構，其中速率指示 器相聯於一可變長度的資料區。 2 3.如申請專利範圍第1 7項之訊框結構，其中速率指示 器相聯於一預設長度的資料區。 2 4.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中隨機接達通 ,道的傳輸速率相聯於一預設的離散因數。 2 5.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中資料區分佈 一預設行動台的預設符碼。 2 6.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中資料區分佈 多個行動台的預設碼。 2 7.如申請專利範圍第2 6項之訊框結構，其中隨機接達 通道的控制區分佈一主離散碼，而資料區分佈一次離散 碼，主離散碼和次離散碼成正交關係。 28.如申請專利範圍第27項之訊框結構，其中主離散碼 和次離散碼，各相聯於一碼樹的子樹。 | 29.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中隨機接達通 ^道的結構與行動通訊系統中的專用實體通道相同。 I 30.如申請專利範圍第8項之訊框結構，其中保護區長度 $為零。 案 3 1. —種使用於偵測CDMA中一隨機接達要求之系統，包 .括： 15 Μ' h
):\58\58057.ptc 第3頁 2001.03. 30. 027 4 6 6 88 2 _案號88106441 %年夺月S日 修正_ 六、申請專利範圍 一隨機接達偵測器單元； 至少一搜尋器單元；一耦合至隨機接達偵測器單元的輸 入系統，及至少一搜尋器單元； 一控制單元；一隨機接達控制單元的輸出器，及至少一 耦合至控制單元的搜尋單元；及 —RAKE接收器單元；一控制單元的輸出器，及耦合至 RAKE接收器單元的輸入系統。 ’ 3 2.如申請專利範圍第31項之系統，其中RAKE接收器單 元包括多個RAKE元件。 3 3.如申請專利範圍第3 1項之系統，其中控制單元的輸 出訊號包括已偵測到的簽名序號，路徑延遲估計，及通道 估計值。 34.—種使用於偵測CDMA系統中一隨機接達要求之方 法，包括下列步驟： 從隨機接達通道中偵測隨機接達要求訊息； 在相聯於隨機取通道的流量通道中，搜尋傳播延遲； 將偵測步驟和搜尋步驟的結果，耦合至一控制單元；及 對應於耦合步驟，控制單元分派至少一RAKE接收器元 丨$件，解調隨機接達要求訊息。 $ 3 5 .如申請專利範圍第3 4項之方法，其中分派步驟包括 |將至少一RAKE接收器元件耦合至一控制訊號，而這個控制 示訊號包含了已偵測到的簽名序號，路徑延遲估計，及通道 估計值。 年 36. —種隨機接達訊框結構，使用於行動終端和行動通 月p
O:\58\58057.ptc 第4頁 2001.03. 30. 028 _案號88106441 年f月J日 修正_ 六、申請專利範圍 訊系統間的隨機接達通道，這個隨機接達訊框結構包含： 始標； 資料區，及 始標和資料區之間的保護區，這個保護區能中斷行動終 端和行動遠距通訊系統間的通訊。 3 7.如申請專利範圍第3 6項之隨機接達訊框結構，其中 保護區能進一步將隨機接達訊框結構的時序，與行動遠距 通訊系統訊框區位的分法對齊。 3 8.如申請專利範圍第3 6項之隨機接達訊框結構，其中 始標是I/Q式多工。 3 9 .如申請專利範圍第3 6項之隨機接達訊框結構，其中 資料區包含使用者資料和至少一導引符號。 4 0 .如申請專利範圍第3 6項之隨機接達訊框結構，其中 資料區包含一速率指示器，使用一預設的傳輸速率和至少 —預選的簽名型樣。 41.如申請專利範圍第36項之隨機接達訊框結構，其中 隨機接達通道的控制區分佈一主離散碼，而資料區分佈一 次離散碼，主離散碼和次離散碼成正交關係。 m 4 2. —種隨機接達訊框結構，使用於行動終端和行動通 $訊系統間的隨機接達通道，這個隨機接達訊框結構包括： I 由預選簽名型樣調變的I/Q多工始標； 示 資料區；及 ^ 在I/Q多工始標和資料區之間的保護區，這個保護區 能在資料區到達前，偵測行動通訊系統的I /Q多工始標， 月葵 曰· 所*
O:\58\58057.ptc 第5頁 2001.03.30. 029 4 6 6 882 修正 案號88HUMM 六、申請專利範圍 因此需要較少的緩衝區，並減低隨機接達延遲。 沈43 如申請專利範圍第4 2項之隨機接達訊框結構，其中 =料區在結構上與行動通訊系統的專用實體上行通道的 區相同’而行動通訊系統中的隨機接達通道 行通道的訊框結構是相容的。 寻用實體上 44. 一種行動通訊系統，包括： 構；I行動終端，經由隨機接達通道傳送隨機接達訊框結 結構if地台，接收隨機接達訊框結構，此隨機接達訊框 始標； 資料區；及 始標與資料區之間的保護區，此保護區能中 端與基地台間的通訊。 駔干斷仃動終 45. 如申請專利範圍第44項之行動通訊系統，其中保護 區能進一步將隨機接達訊框結構的時序，與行動'通訊系°統 訊框區位的分法對齊。 、 其中保護 如此用掉 其中始標 4 6.如申請專利範圍第44項之行動通訊系統 燶區能在資料區到達前，偵測基地台的始標訊號 _較少的緩衝區，並減低隨機接達延遲。 | 47.如申請專利範圍第44項之行動通訊系統 示是I/Q多工。 48.如申請專利範圍第47項之行動通訊系統，其中I/Q多 $始標能使訊框結構相容於隨機接達系統，以及 '行動通訊 ct Ο 月
O:\58\58057.ptc 第6頁 2001.03. 30. 030 4 6 6 882 _案號88106441 扣年+月3曰 修正_ 六、申請專利範園 系統中的上行通道系統。 4 9 .如申請專利範圍第44項之行動通訊系統，其中資料 區包括一速率指示器，使用一預設的傳輸速率和至少一預 選的簽名型樣。 5 0 .如申請專利範圍第4 4項之行動通訊系統，其中隨機 接達通道的控制區分佈一主離散碼，而資料區分佈一次離 散碼，主離散碼和次離散碼成正交關係。 51. —種隨機接達訊框結構，使用於行動終端和行動通 訊系統間的隨機接達通道，該隨機接達訊框結構包括： 始標； 資料區；及 始標與資料區之間的保護區，其中在保護間隔中，行 動終端和行動通訊系統間無通訊。 5 2.如申請專利範圍第5 1項之隨機接達訊框結構，其中 保護區能進一步將隨機接達訊框結構的時序，與行動通訊 系統訊框區位的分法對齊。 5 3 .如申請專利範圍第5 1項之隨機接達訊框結構，其中 始標為I / Q多工。 Ul 5 4 .如申請專利範圍第5 1項之隨機接達訊框結構，其中 資料區包含使用者資料，以及至少一導引符號。 ；| 5 5 .如申請專利範圍第5 1項之隨機接達訊框結構，其中 ’資料區包括一速率指示器，使用一預設的傳輸速率和至少 年一預選的簽名型樣。 莽5 6.如申請專利範圍第5 1項之隨機接達訊框結構，其中 月.、 日逆 FJf 提 之
0: \58\58057.ptc 第7頁 2001.03.30. 031 4 6 6 882 _案號88106441 P年4月3曰 修正 六、申請專利範圍 隨機接達通道的控制區分佈一主離散碼，而資料區分佈一 次離散碼，主離散碼和次離散碼成正交關係。 5'、ύ^· 煩/-委員明示 年月 ΠΙ听提之 修正本有無變更實質内容是否准予Hο O:\58\58057.ptc 第8頁 2001.03. 30. 032
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