專利名稱：一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的方法和裝置，特別地涉及一種應(yīng)用于高速場(chǎng)景的多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的方法和裝置，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)建立起相當(dāng)成熟的快速干線交通網(wǎng)絡(luò)。這些高速干線的速度一般在200km/h以上，有些干線甚至超過(guò)了300km/h。在我國(guó)，上海也已經(jīng)率先建成了磁懸浮，時(shí)速更是高達(dá)431km/h，上海到杭州的磁懸浮、北京到上海的高速鐵路等多條高速干線也正在規(guī)劃之中。如何在上述的高速環(huán)境中提供良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和移動(dòng)設(shè)備提供商共同面對(duì)的難題。
高速移動(dòng)狀態(tài)下的通信相比于靜止?fàn)顟B(tài)或者低速狀態(tài)下的通信面臨更多的難題，多普勒效應(yīng)就是其中最突出的一個(gè)。多普勒效應(yīng)指的是移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于移動(dòng)終端與基站的相對(duì)移動(dòng)使得接收信號(hào)的頻率發(fā)生擴(kuò)展。當(dāng)移動(dòng)終端在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，基站與移動(dòng)終端之間的信號(hào)傳播為直視徑，多普勒效應(yīng)直接體現(xiàn)為接收信號(hào)頻率整體搬移，當(dāng)基站與道路很近時(shí)，移動(dòng)終端運(yùn)動(dòng)方向與信號(hào)傳播方向的角度很小，信號(hào)將接收到較大的頻偏。圖1所示即為高速移動(dòng)狀態(tài)下通信系統(tǒng)頻偏產(chǎn)生的示意圖。
由圖1所示，如果基站的信號(hào)發(fā)送頻率為f0，當(dāng)移動(dòng)終端遠(yuǎn)離基站時(shí)，移動(dòng)終端接收到的下行信號(hào)將具有頻偏fd，移動(dòng)終端通過(guò)自動(dòng)頻率補(bǔ)償(Automatic Frequency Correction，AFC)技術(shù)來(lái)鎖定最佳服務(wù)小區(qū)的接收信號(hào)頻率f0-fd，并將該鎖定頻率f0-fd作為參考基準(zhǔn)發(fā)送上行信號(hào)，基站接收信號(hào)相對(duì)于其發(fā)送信號(hào)將產(chǎn)生2fd的頻偏，而fd=f0C*v*cosθ,]]>其中f0為寬帶碼分多址(Wide-band Code Division Multiple Access，WCDMA)的載波頻率，C為電磁波傳播速度，v為移動(dòng)終端移動(dòng)速度，θ為移動(dòng)終端和基站之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向和信號(hào)傳播方向的夾角。按照上述算法，當(dāng)移動(dòng)終端以250km/h的速度高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，2fd對(duì)應(yīng)的最大頻偏可以達(dá)到926Hz。
在WCDMA系統(tǒng)中，由于基站是采用相干解調(diào)檢測(cè)的方式工作，因而接收端的本地解調(diào)載波必須與發(fā)送端的調(diào)制載波同頻同相，而在高速場(chǎng)景下受到多普勒效應(yīng)的影響，基站載波和移動(dòng)終端接收信號(hào)之間往往存在較大的頻差，信道估計(jì)平滑長(zhǎng)度的選擇很難在濾除噪聲和快速跟蹤信道衰落之間得到平衡，解調(diào)性能將可能嚴(yán)重下降，甚至導(dǎo)致接收信號(hào)無(wú)法正常解調(diào)，而對(duì)于WCDMA這種自干擾系統(tǒng)而言，解調(diào)性能的下降意味著容量和覆蓋的降低。
對(duì)于WCDMA系統(tǒng)而言，隨機(jī)接入物理信道(Physical Random AccessChannel，PRACH)是上行物理公共信道，其傳輸結(jié)構(gòu)包括前導(dǎo)(Preamble)和隨機(jī)接入消息(Message)兩個(gè)部分，如圖2所示，在進(jìn)行隨機(jī)接入過(guò)程中，移動(dòng)終端首先在一定的接入時(shí)隙發(fā)送4096chip的前導(dǎo)信號(hào)，且采用功率爬坡的方式以設(shè)定的最小時(shí)間間隔在系統(tǒng)分配的上行接入時(shí)隙繼續(xù)發(fā)送，直到該移動(dòng)終端接收到基站通過(guò)捕獲指示信道(Acquisition Indicator Channel，AICH)發(fā)送的捕獲指示(Acquisition Indicator，AI)信息或者達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的最大發(fā)送次數(shù)，上述的AI信息是基站在檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)后發(fā)送的，移動(dòng)終端接收到AI信息，即得到正向確認(rèn)后，將在由系統(tǒng)初始設(shè)定的接入定時(shí)時(shí)間間隔后繼續(xù)發(fā)送10ms或者20ms的消息部分，從而完成一次上行隨機(jī)接入物理信道的接入過(guò)程。
在上述的隨機(jī)接入過(guò)程中，移動(dòng)終端是否發(fā)送前導(dǎo)信號(hào)，對(duì)于基站而言是未知的，因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，系統(tǒng)定義了上行接入時(shí)隙，上行接入時(shí)隙占用5120chip的時(shí)間，是WCDMA系統(tǒng)中通用時(shí)隙的兩倍，每個(gè)上行20ms接入幀分為15個(gè)上行接入時(shí)隙，序號(hào)從0到14；同時(shí)系統(tǒng)還定義了接入子信道，一個(gè)接入子信道和一個(gè)上行接入時(shí)隙在時(shí)間上是重合的，只是有不同的序號(hào)，接入子信道序號(hào)的定義從0到11，圖3為上述的上行接入時(shí)隙和接入子信道的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，從該圖中可以看出，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系以4個(gè)上行20ms接入幀為一個(gè)周期進(jìn)行重復(fù)的。
基站在一定的上行接入子信道的時(shí)隙里，定時(shí)檢測(cè)是否有移動(dòng)終端發(fā)送的前導(dǎo)信號(hào)。如果一個(gè)基站支持3個(gè)小區(qū)，基站需要檢測(cè)3個(gè)小區(qū)中所有移動(dòng)終端的接入前導(dǎo)信號(hào)，并解調(diào)相應(yīng)的消息信號(hào)，從而保證所有小區(qū)中移動(dòng)終端發(fā)送接入數(shù)據(jù)的正確接收。
但是對(duì)于上述的WCDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入過(guò)程而言，基站仍然不能獲知移動(dòng)終端發(fā)送信號(hào)頻偏的先驗(yàn)信息，且每一次PRACH信號(hào)時(shí)間較短，基站必須在較短的時(shí)間內(nèi)估計(jì)信號(hào)頻偏，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行糾正后再進(jìn)行相干檢測(cè)或解調(diào)。對(duì)此，在高速場(chǎng)景下，現(xiàn)有技術(shù)中上行PRACH信道的接入裝置通常如圖4所示，該裝置包括基帶信號(hào)混頻單元、第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、前導(dǎo)檢測(cè)判決單元和控制單元，其中基帶信號(hào)混頻單元，用于將接收到的小區(qū)輸入信號(hào)進(jìn)行混頻處理，即對(duì)輸入信號(hào)分別乘以復(fù)信號(hào)ejω1t、ejω2t和ejω3t，并將結(jié)果分別輸出給第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元和第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，其中ω1，ω2和ω3可以在WCDMA系統(tǒng)所忍受的頻偏范圍內(nèi)任意設(shè)置；第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，用于對(duì)接收到的基帶混頻單元輸出的信號(hào)進(jìn)行前導(dǎo)檢測(cè)，即用該小區(qū)的接入擾碼做匹配相關(guān)，并將檢測(cè)到的前導(dǎo)信號(hào)輸出到前導(dǎo)檢測(cè)判決單元；當(dāng)接收到控制單元發(fā)出的消息處理信號(hào)后，將接入定時(shí)時(shí)間間隔后接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將解調(diào)和譯碼后的結(jié)果發(fā)送給小區(qū)；第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，用于對(duì)接收到的基帶混頻單元輸出的信號(hào)進(jìn)行前導(dǎo)檢測(cè)，即用該小區(qū)的接入擾碼做匹配相關(guān)，并將檢測(cè)到的前導(dǎo)信號(hào)輸出到前導(dǎo)檢測(cè)判決單元；當(dāng)接收到控制單元發(fā)出的消息處理信號(hào)后，將接入定時(shí)時(shí)間間隔后接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將解調(diào)和譯碼后的結(jié)果發(fā)送給小區(qū)；第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，用于對(duì)接收到的基帶混頻單元輸出的信號(hào)進(jìn)行前導(dǎo)檢測(cè)，即用該小區(qū)的接入擾碼做匹配相關(guān)，并將檢測(cè)到的前導(dǎo)信號(hào)輸出到前導(dǎo)檢測(cè)判決單元；當(dāng)接收到控制單元發(fā)出的消息處理信號(hào)后，將接入定時(shí)時(shí)間間隔后接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將解調(diào)和譯碼后的結(jié)果發(fā)送給小區(qū)；前導(dǎo)檢測(cè)判決單元，用于將接收到的第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元以及第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元輸入的三路前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)值與設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值進(jìn)行比較，當(dāng)有一路前導(dǎo)信號(hào)的檢測(cè)值超過(guò)其中設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值時(shí)，向控制單元發(fā)送前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)；控制單元，接收到前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)后，在小區(qū)的AICH信道發(fā)送AI指示，同時(shí)向第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元以及第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元發(fā)送消息處理信號(hào)。
說(shuō)明一點(diǎn)在現(xiàn)有技術(shù)中，基帶信號(hào)混頻單元也可以設(shè)定為進(jìn)行任何多路信號(hào)的混頻處理，現(xiàn)有技術(shù)中基于資源和性能綜合考慮，多選取3路信號(hào)的混頻處理。
如圖5所示，為現(xiàn)有技術(shù)中在高速場(chǎng)景下，上行PRACH信道接入的方法的流程圖，該方法包括步驟101，對(duì)固定小區(qū)CellX的輸入信號(hào)進(jìn)行混頻處理，即分別乘以復(fù)信號(hào)ejω1t、ejω2t和ejω3t，ω1、ω2和ω3可以在WCDMA系統(tǒng)所忍受的頻偏范圍內(nèi)任意設(shè)置；步驟102，對(duì)混頻處理后的3個(gè)支路信號(hào)分別進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)，即，用小區(qū)的接入擾碼作匹配相關(guān)，并輸出相應(yīng)的多徑前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)；步驟103，對(duì)3個(gè)支路檢測(cè)的多徑前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行捕獲判決，當(dāng)有一路前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)值超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限時(shí)，確認(rèn)前導(dǎo)檢測(cè)成功，送出小區(qū)的AI指示；步驟104，經(jīng)過(guò)接入定時(shí)時(shí)間后，對(duì)接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并根據(jù)解調(diào)后的消息信號(hào)送出正確的譯碼結(jié)果，向固定小區(qū)CellX發(fā)送。
在上述實(shí)施例中，步驟104中需要解調(diào)的信號(hào)為所有支路的消息信號(hào)。在另一情況下，也可能是僅將接收到前導(dǎo)檢測(cè)支路的相應(yīng)消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，此時(shí)在上述裝置中，前導(dǎo)檢測(cè)判決單元將前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)發(fā)送給控制單元時(shí)，也將該信號(hào)發(fā)送給前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值的檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元接收到前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)和消息處理信號(hào)后，才將接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將結(jié)果發(fā)送給小區(qū)。對(duì)于需要解調(diào)信號(hào)的選擇由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定。
在上述步驟中，如果單獨(dú)信號(hào)的處理能夠容忍正負(fù)500Hz的頻偏，預(yù)混頻的頻率設(shè)置為1000Hz，0Hz和-1000Hz，系統(tǒng)將容忍接收信號(hào)頻偏的變化范圍為正負(fù)1500Hz。
可見(jiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)中，利用多套搜索資源始終只處理一個(gè)小區(qū)的接入信號(hào)，固定接收一個(gè)小區(qū)的信號(hào)，也只輸出一個(gè)小區(qū)的檢測(cè)結(jié)果；因而高速場(chǎng)景應(yīng)用時(shí)，為支持較高的正負(fù)頻偏用戶接入信號(hào)的正確檢測(cè)和解調(diào)，將成倍地消耗硬件資源，使得原來(lái)可以支持多個(gè)小區(qū)處理的資源現(xiàn)在只能支持一個(gè)小區(qū)上行PRACH信道的接入，系統(tǒng)支持的小區(qū)規(guī)格下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)而提出的一種多小區(qū)接入信道接收的方法和裝置，能夠利用較少的硬件資源實(shí)現(xiàn)高速場(chǎng)景中小區(qū)上行PRACH信道的可靠接入。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的方法，包括設(shè)置各個(gè)小區(qū)的接入子信道和屏蔽接入時(shí)隙，當(dāng)小區(qū)接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙至接收完該小區(qū)消息的占用時(shí)隙中還存在允許該小區(qū)進(jìn)行上行接入的接入子信道時(shí)，將該允許接入的接入子信道設(shè)置在屏蔽接入時(shí)隙內(nèi)；在當(dāng)前待接入小區(qū)接入子信道上檢測(cè)前導(dǎo)信號(hào)成功時(shí)，完成該小區(qū)的上行隨機(jī)物理信道接入，然后重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)；在當(dāng)前待接入小區(qū)接入子信道上檢測(cè)前導(dǎo)信號(hào)成功時(shí)，完成該小區(qū)的接入信道接收，然后重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)；在當(dāng)前待接入小區(qū)的接入子信道上未檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)時(shí)，重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)。
進(jìn)一步地，所述的屏蔽接入時(shí)隙設(shè)置在每個(gè)上行接入幀的最后多個(gè)接入時(shí)隙。
進(jìn)一步地，所述的設(shè)置各個(gè)小區(qū)的接入子信道是這樣實(shí)現(xiàn)的對(duì)于不同的小區(qū)分別分配不同序號(hào)的接入子信道。
進(jìn)一步地，所述的當(dāng)前待接入小區(qū)的接入順序是由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的。
進(jìn)一步地，所述的小區(qū)的接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙為一個(gè)接入時(shí)隙。
本發(fā)明還提供一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的裝置，包括基帶信號(hào)混頻單元、一個(gè)以上檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、前導(dǎo)檢測(cè)判決單元和控制單元，其特征在于，基帶信號(hào)混頻單元，還用于按照控制單元輸出的選定小區(qū)信息確定當(dāng)前待接入小區(qū)，在接收到控制單元輸出的檢測(cè)信號(hào)后，接收當(dāng)前待接入小區(qū)在當(dāng)前接入子信道上的輸入信號(hào)；前導(dǎo)檢測(cè)判決單元，還用于當(dāng)檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元輸入的所有前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值均未超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值時(shí)，向控制單元發(fā)出切換信號(hào)；檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，還用于將接收到信息進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)和譯碼后，向控制單元發(fā)送小區(qū)切換信號(hào)；控制單元，用于設(shè)置屏蔽檢測(cè)時(shí)隙；設(shè)置各個(gè)小區(qū)用于匹配相關(guān)的的接入擾碼；還用于設(shè)置允許各個(gè)小區(qū)進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的接入子信道，且在獲知當(dāng)前待接入小區(qū)的接入子信道開(kāi)始時(shí)刻，向基帶信號(hào)混頻單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)、向所述檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元發(fā)送當(dāng)前待接入小區(qū)的擾碼；在接收到小區(qū)切換信號(hào)時(shí)，重新確定當(dāng)前待接入小區(qū)，并向基帶信號(hào)混頻單元發(fā)送選定小區(qū)信息。
進(jìn)一步地，控制單元設(shè)置允許各個(gè)小區(qū)進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的接入子信道是這樣的對(duì)于不同的小區(qū)分別分配不同序號(hào)的行接入子信道。
更進(jìn)一步地，當(dāng)前待接入小區(qū)的第一個(gè)可用接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙至接收完該小區(qū)消息的占用時(shí)隙中，子信道號(hào)為允許該小區(qū)進(jìn)行接入的接入子信道設(shè)置在屏蔽接入時(shí)隙內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述的前導(dǎo)檢測(cè)判決單元，還在將前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)發(fā)送給控制單元時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送給前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值的檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，所述的檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元接收到前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)和消息處理信號(hào)后，將接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明通過(guò)各小區(qū)接收信號(hào)交替處理，相同的硬件處理資源，能夠處理多個(gè)高速小區(qū)上行PRACH信道的接收，系統(tǒng)支持的小區(qū)數(shù)規(guī)格不會(huì)下降；(2)通過(guò)在上行接入幀中設(shè)置屏蔽接入時(shí)隙，以及對(duì)各個(gè)小區(qū)設(shè)置確定的上行接入子信道，可以保證各小區(qū)接入信號(hào)處理的及時(shí)切換，保證各小區(qū)接入的公平，避免任一小區(qū)在進(jìn)行上行接入時(shí)等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；(3)本發(fā)明還可以避免前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)多次功率爬坡導(dǎo)致的系統(tǒng)上行干擾增加。


圖1為高速移動(dòng)狀態(tài)下，通信系統(tǒng)頻偏產(chǎn)生的示意圖；圖2為WCDMA系統(tǒng)中PRACH信道發(fā)送示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中WCDMA系統(tǒng)的上行接入時(shí)隙和接入子信道的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中高速場(chǎng)景下上行PRACH信道接入裝置的框圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中高速場(chǎng)景下上行PRACH信道接入方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；圖6為為本發(fā)明具體實(shí)施例中一個(gè)基站支持3個(gè)小區(qū)情況下，三個(gè)小區(qū)實(shí)現(xiàn)上行PRACH信道接入裝置的框圖；圖7為本發(fā)明具體實(shí)施例中一個(gè)基站支持3個(gè)小區(qū)情況下，三個(gè)小區(qū)實(shí)現(xiàn)上行PRACH信道接入的方法流程圖；圖8為本發(fā)明具體實(shí)施例中一個(gè)基站支持3個(gè)小區(qū)情況下，上行PRACH接入子信道分配的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地介紹，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
在對(duì)以下實(shí)施例進(jìn)行敘述之前，首先對(duì)屏蔽接入時(shí)隙作一個(gè)定義，屏蔽接入時(shí)隙為上行接入幀中特殊的時(shí)隙，在該時(shí)隙所對(duì)應(yīng)的接入子信道上不做任何前導(dǎo)檢測(cè)，或者檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)后發(fā)送錯(cuò)誤信息，即在屏蔽接入時(shí)隙內(nèi)，不會(huì)產(chǎn)生有效的前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)。
為了與現(xiàn)有技術(shù)有較好的對(duì)比性，以下實(shí)施例中也以3支路基帶信號(hào)混頻為例。如圖6所示，一種多小區(qū)上行PRACH信道接入的裝置包括基帶信號(hào)混頻單元、第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、前導(dǎo)檢測(cè)判決單元和控制單元，其中基帶信號(hào)混頻單元，用于按照控制單元輸出的選定小區(qū)信息確定當(dāng)前待接入小區(qū)，在接收到檢測(cè)信號(hào)后，將接收到的當(dāng)前待接入小區(qū)當(dāng)前接入時(shí)隙的輸入信號(hào)進(jìn)行混頻處理，即對(duì)輸入信號(hào)分別乘以復(fù)信號(hào)ejω1t、ejω2t和ejω3t，并將結(jié)果分別輸出給第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元和第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，其中ω1、ω2和ω3可以在WCDMA系統(tǒng)所忍受的頻偏范圍內(nèi)任意設(shè)置；第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，用于接收控制單元輸出的接入擾碼，對(duì)接收到的基帶混頻單元輸出的信號(hào)進(jìn)行前導(dǎo)檢測(cè)，即用當(dāng)前接入小區(qū)的接入擾碼做匹配相關(guān)，并將檢測(cè)到的前導(dǎo)信號(hào)輸出到前導(dǎo)檢測(cè)判決單元；當(dāng)接收到控制單元發(fā)出的消息處理信號(hào)后，將接入定時(shí)時(shí)間間隔后接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將解調(diào)和譯碼后的結(jié)果發(fā)送給當(dāng)前接入小區(qū)；第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，用于接收控制單元輸出的接入擾碼，對(duì)接收到的基帶混頻單元輸出的信號(hào)進(jìn)行前導(dǎo)檢測(cè)，即用當(dāng)前接入小區(qū)的接入擾碼做匹配相關(guān)，并將檢測(cè)到的前導(dǎo)信號(hào)輸出到前導(dǎo)檢測(cè)判決單元；當(dāng)接收到控制單元發(fā)出的消息處理信號(hào)后，將接入定時(shí)時(shí)間間隔后接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將解調(diào)和譯碼后的結(jié)果發(fā)送給當(dāng)前接入小區(qū)；第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，用于接收控制單元輸出的接入擾碼，對(duì)接收到的基帶混頻單元輸出的信號(hào)進(jìn)行前導(dǎo)檢測(cè)，即用當(dāng)前接入小區(qū)的接入擾碼做匹配相關(guān)，并將檢測(cè)到的前導(dǎo)信號(hào)輸出到前導(dǎo)檢測(cè)判決單元；當(dāng)接收到控制單元發(fā)出的消息處理信號(hào)后，將接入定時(shí)時(shí)間間隔后接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將解調(diào)和譯碼后的結(jié)果發(fā)送給當(dāng)前接入小區(qū)；前導(dǎo)檢測(cè)判決單元，用于將接收到第一檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、第二檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元以及第三檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元輸入的三路前導(dǎo)檢信號(hào)測(cè)值與其中設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值進(jìn)行比較，當(dāng)一路前導(dǎo)信號(hào)的檢測(cè)值超過(guò)其中設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值時(shí)，向控制單元發(fā)送前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)；當(dāng)三路前導(dǎo)信號(hào)的檢測(cè)值均未超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值時(shí)，向控制單元發(fā)出切換信號(hào)；控制單元，用于在上行接入幀中設(shè)置屏蔽接入時(shí)隙，該屏蔽接入時(shí)隙使得在任意一個(gè)待接入小區(qū)接入過(guò)程中，第一個(gè)可用于前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的上行接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙至接收完該小區(qū)消息的占用時(shí)隙中沒(méi)有對(duì)應(yīng)可用的當(dāng)前小區(qū)接入子信道；設(shè)置并存儲(chǔ)用于各個(gè)小區(qū)匹配相關(guān)的接入擾碼；還用于設(shè)置允許各個(gè)小區(qū)進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的上行接入子信道號(hào)；確定當(dāng)前待接入小區(qū)，且在該小區(qū)接入子信道開(kāi)始時(shí)刻，向基帶信號(hào)混頻單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)，并將相應(yīng)的擾碼提供給上述各個(gè)檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元；接收到前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)時(shí)，向當(dāng)前待接入小區(qū)的AICH信道發(fā)送AI指示；接收到小區(qū)切換信號(hào)時(shí)，根據(jù)在當(dāng)前待接入小區(qū)設(shè)定的切換順序策略重新確定當(dāng)前待接入小區(qū)，并向基帶信號(hào)混頻單元發(fā)送選定小區(qū)信息。
對(duì)上述裝置作一點(diǎn)說(shuō)明由于上行接入幀的定時(shí)與下行接入幀的定時(shí)是對(duì)應(yīng)的，而系統(tǒng)中不同小區(qū)下行發(fā)送的幀定時(shí)是完全已知的，由此控制單元在初始時(shí)刻能夠獲知上行接入時(shí)隙，且能夠通過(guò)定時(shí)或者其他方式獲知當(dāng)前待接入小區(qū)的接入子信道開(kāi)始時(shí)刻等相關(guān)時(shí)間。
如圖7所示，一種多小區(qū)上行PRACH信道接入的方法，包括下述步驟步驟201，確定不同小區(qū)進(jìn)行接入前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的接入子信道序號(hào)，對(duì)各個(gè)小區(qū)的接入擾碼進(jìn)行配置與存儲(chǔ)，在上行接入幀中設(shè)置屏蔽接入時(shí)隙，所述的屏蔽接入時(shí)隙使得在任意一個(gè)小區(qū)進(jìn)行接入信道接收過(guò)程中，檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)后一直至接收完該小區(qū)的消息過(guò)程中不在具有可用的當(dāng)前小區(qū)接入子信道；步驟202，在當(dāng)前待接入小區(qū)接入子信道上進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)；在本步驟中，前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)可采用現(xiàn)有技術(shù)的方法首先對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行混頻處理，然后對(duì)混頻處理后的3個(gè)支路信號(hào)分別進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)，即，用小區(qū)的接入擾碼作匹配相關(guān)，并輸出相應(yīng)的多徑前導(dǎo)信號(hào)；步驟203，判斷前導(dǎo)檢測(cè)是否成功，如果是，送出該小區(qū)的AI指示，執(zhí)行步驟204，如果否，執(zhí)行步驟205；在本步驟中，判斷前導(dǎo)檢測(cè)是否成功也可以利用現(xiàn)有技術(shù)中所述的方法實(shí)現(xiàn)，即對(duì)3個(gè)支路檢測(cè)的多徑信息進(jìn)行捕獲判決，當(dāng)有一路前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)值超過(guò)前導(dǎo)檢測(cè)門限時(shí)，確認(rèn)前導(dǎo)檢測(cè)成功；步驟204，在接入定時(shí)時(shí)間間隔后，接收當(dāng)前小區(qū)發(fā)送的消息信號(hào)，并對(duì)消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，發(fā)送給當(dāng)前小區(qū)；然后執(zhí)行步驟205；在本步驟執(zhí)行過(guò)程中，對(duì)接收到的消息進(jìn)行解調(diào)和譯碼也與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述；步驟205，按照預(yù)先設(shè)定的小區(qū)切換策略，重新確定新的待接入小區(qū)，返回執(zhí)行步驟202，此處所述的切換策略為預(yù)先由系統(tǒng)設(shè)定的小區(qū)接入順序。
上述步驟中所提到的接入消息幀的長(zhǎng)度是由RNC預(yù)先設(shè)定，并通知移動(dòng)終端的。
在上述實(shí)施例中，步驟204中需要解調(diào)的信號(hào)為所有支路的消息信號(hào)。在另一情況下，也可能是僅將接收到前導(dǎo)檢測(cè)支路的相應(yīng)消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，此時(shí)在上述裝置中，前導(dǎo)檢測(cè)判決單元將前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)發(fā)送給控制單元時(shí)，也將該信號(hào)發(fā)送給前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值的檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元接收到前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)和消息處理信號(hào)后，才將接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼，并將結(jié)果發(fā)送給小區(qū)。對(duì)于需要解調(diào)信號(hào)的選擇由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定。
以下以一個(gè)更具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的方法作更進(jìn)一步的說(shuō)明，該實(shí)施例中一個(gè)基站支持3個(gè)小區(qū)Cell0、Cell1、Cell2，該系統(tǒng)中移動(dòng)終端發(fā)送的最后前導(dǎo)(移動(dòng)終端檢測(cè)到AI就不再繼續(xù)發(fā)送前導(dǎo))和消息發(fā)送之間的接入定時(shí)時(shí)間設(shè)定為3個(gè)接入子信道所對(duì)應(yīng)的時(shí)隙，設(shè)定接入消息幀為20ms長(zhǎng)度，還設(shè)定每個(gè)上行接入幀中最后五個(gè)子信道所對(duì)應(yīng)的時(shí)隙(即圖8中的陰影部分)為屏蔽接入時(shí)隙，即不做任何前導(dǎo)檢測(cè)，或者檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)后發(fā)送錯(cuò)誤信息。
將序號(hào)為0、3和6的接入子信道分別分配給Cell0、Cell1、Cell2三個(gè)小區(qū)，則該方法中上行PRACH接入子信道分配的示意圖如圖8所示，如果將上行接入Y0幀分配給Cell0，各個(gè)小區(qū)實(shí)現(xiàn)上行PRACH信道接入的方法如下如果在Y0-X0接入子信道檢測(cè)到Cell0的前導(dǎo)信號(hào)，則在相應(yīng)的Y0-X3到Y(jié)1-X2時(shí)間里接收消息信號(hào)，即使Y0-X12是小區(qū)0的接入子信道，也不再進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)，或者檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)后，發(fā)送AI指示為-1，Y1對(duì)應(yīng)的上行接入20ms幀也不再檢測(cè)小區(qū)Cell0的接入前導(dǎo)信號(hào)，或者檢測(cè)到前導(dǎo)后，發(fā)送AI指示為-1，以此保證Y1子幀完全接收消息后，上行接入幀Y2開(kāi)始時(shí)刻能夠切換到進(jìn)行小區(qū)Cell1接收信號(hào)的處理；如果在Y0-X0接入子信道沒(méi)有檢測(cè)到小區(qū)Cell0的前導(dǎo)信號(hào)，則在上行接入幀Y1開(kāi)始時(shí)刻切換到小區(qū)Cell1，并在當(dāng)前接入幀非屏蔽接入時(shí)隙檢測(cè)小區(qū)Cell1的前導(dǎo)信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到小區(qū)Cell1的前導(dǎo)信號(hào)，則在本上行接入幀和下一個(gè)上行接入幀對(duì)應(yīng)的消息發(fā)送時(shí)間里進(jìn)行接收，否則，下一個(gè)上行接入幀開(kāi)始時(shí)刻又切換到下一個(gè)小區(qū)Cell2的處理；按照上述過(guò)程進(jìn)行類推，輪流接收不同小區(qū)的前導(dǎo)和消息信號(hào)。
從上述實(shí)現(xiàn)過(guò)程可以看出，如果系統(tǒng)支持3小區(qū)的處理，一個(gè)小區(qū)跨切換的兩次前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的最小間隔為3個(gè)上行20ms接入幀，即60ms；如果每個(gè)小區(qū)都檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)，要接收相應(yīng)的消息信號(hào)，則前后兩次前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的切換間隔為最大，對(duì)應(yīng)6個(gè)上行20ms接入幀，即120ms。
在另一實(shí)施例中，也可以將接入消息幀的長(zhǎng)度為10ms，按照上述方法在檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)后進(jìn)行接入，這樣每個(gè)小區(qū)具有更短的的處理時(shí)間。
需要指出的一點(diǎn)是，屏蔽接入時(shí)隙并不僅僅限于上述實(shí)施例中所述的每個(gè)上行接入幀的最后幾個(gè)時(shí)隙，也可以設(shè)置在確定的上行接入幀的任何上行接入時(shí)隙位置，但是在同一個(gè)設(shè)定的小區(qū)處理時(shí)間內(nèi)，屏蔽接入時(shí)隙的設(shè)置需要保證在該小區(qū)前兩個(gè)可用前導(dǎo)檢測(cè)子信道之間的時(shí)間。此時(shí)，每個(gè)小區(qū)的處理時(shí)間可能會(huì)不同，小區(qū)間的切換也可能并不是周期性的。
在上述實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，每個(gè)小區(qū)只分配一個(gè)接入子信道進(jìn)行接入前導(dǎo)信號(hào)的檢測(cè)，在這種設(shè)置下，如果將功率攀升步長(zhǎng)也設(shè)置為較小，例如1dB，則在非檢測(cè)前導(dǎo)上行接入幀內(nèi)小區(qū)用戶前導(dǎo)發(fā)送的次數(shù)是有限的，功率攀升也是有限的，由此而導(dǎo)致的上行負(fù)載的影響也較小，從而減輕了前導(dǎo)功率攀升對(duì)系統(tǒng)的影響，同時(shí)對(duì)于容量小的高速覆蓋小區(qū)的接入時(shí)延需求也是可以滿足的。
在其他實(shí)施例中，只要滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)延要求，也可以將接入前導(dǎo)信號(hào)的接入子信道設(shè)置為兩個(gè)或者多個(gè)，但是任何兩個(gè)小區(qū)的接入前導(dǎo)信號(hào)的接入子信道序號(hào)不一樣。
需要說(shuō)明的一點(diǎn)是本發(fā)明的實(shí)施例均是以一個(gè)基站支持3個(gè)小區(qū)為例的，但是對(duì)于一個(gè)基站支持2個(gè)以上的多小區(qū)時(shí)，多小區(qū)接入信道接收仍然可以類似的采用本發(fā)明所提及的裝置和方法。
對(duì)本發(fā)明還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，本發(fā)明不僅僅適用于WCDMA系統(tǒng)，也適用于其它采用時(shí)分機(jī)制接入的CDMA系統(tǒng)，本發(fā)明也不僅僅適用于高速場(chǎng)景下多小區(qū)上行PRACH信道接入，也適用于其他場(chǎng)景下多小區(qū)上行PRACH信道接入。
權(quán)利要求
1.一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的方法，包括設(shè)置各個(gè)小區(qū)的接入子信道和屏蔽接入時(shí)隙，當(dāng)小區(qū)接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙至接收完該小區(qū)消息的占用時(shí)隙中還存在允許該小區(qū)進(jìn)行上行接入的接入子信道時(shí)，將該允許接入的接入子信道設(shè)置在屏蔽接入時(shí)隙內(nèi)；在當(dāng)前待接入小區(qū)接入子信道上檢測(cè)前導(dǎo)信號(hào)成功時(shí)，完成該小區(qū)的上行隨機(jī)物理信道接入，然后重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)；在當(dāng)前待接入小區(qū)的接入子信道上未檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)時(shí)，重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的屏蔽接入時(shí)隙設(shè)置在每個(gè)上行接入幀的最后多個(gè)接入時(shí)隙。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的設(shè)置各個(gè)小區(qū)的接入子信道是這樣實(shí)現(xiàn)的對(duì)于不同的小區(qū)分別分配不同序號(hào)的接入子信道。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的當(dāng)前待接入小區(qū)的接入順序是由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的小區(qū)的接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙為一個(gè)接入時(shí)隙。
6.一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的裝置，包括基帶信號(hào)混頻單元、一個(gè)以上檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元、前導(dǎo)檢測(cè)判決單元和控制單元，其特征在于，基帶信號(hào)混頻單元，還用于按照控制單元輸出的選定小區(qū)信息確定當(dāng)前待接入小區(qū)，在接收到控制單元輸出的檢測(cè)信號(hào)后，接收當(dāng)前待接入小區(qū)在當(dāng)前接入子信道上的輸入信號(hào)；前導(dǎo)檢測(cè)判決單元，還用于當(dāng)檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元輸入的所有前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值均未超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值時(shí)，向控制單元發(fā)出切換信號(hào)；檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，還用于將接收到信息進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)和譯碼后，向控制單元發(fā)送小區(qū)切換信號(hào)；控制單元，用于設(shè)置屏蔽檢測(cè)時(shí)隙；設(shè)置各個(gè)小區(qū)用于匹配相關(guān)的接入擾碼；還用于設(shè)置允許各個(gè)小區(qū)進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的接入子信道，且在獲知當(dāng)前待接入小區(qū)的接入子信道開(kāi)始時(shí)刻，向基帶信號(hào)混頻單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)、向所述檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元發(fā)送當(dāng)前待接入小區(qū)的擾碼；在接收到小區(qū)切換信號(hào)時(shí)，重新確定當(dāng)前待接入小區(qū)，并向基帶信號(hào)混頻單元發(fā)送選定小區(qū)信息。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，控制單元設(shè)置允許各個(gè)小區(qū)進(jìn)行前導(dǎo)信號(hào)檢測(cè)的接入子信道是這樣的對(duì)于不同的小區(qū)分別分配不同序號(hào)的行接入子信道。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，當(dāng)前待接入小區(qū)的第一個(gè)可用接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙至接收完該小區(qū)消息的占用時(shí)隙中，子信道號(hào)為允許該小區(qū)進(jìn)行接入的接入子信道設(shè)置在屏蔽接入時(shí)隙內(nèi)。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的前導(dǎo)檢測(cè)判決單元，還在將前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)發(fā)送給控制單元時(shí)，將該信號(hào)發(fā)送給前導(dǎo)檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)值超過(guò)設(shè)定的前導(dǎo)檢測(cè)門限值的檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元，所述的檢測(cè)/解調(diào)/譯碼單元接收到前導(dǎo)確認(rèn)信號(hào)和消息處理信號(hào)后，將接收到的消息信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的方法，包括設(shè)置各個(gè)小區(qū)的接入子信道和屏蔽接入時(shí)隙，當(dāng)小區(qū)接入子信道所對(duì)應(yīng)的接入時(shí)隙至接收完該小區(qū)消息的占用時(shí)隙中還存在允許該小區(qū)進(jìn)行上行接入的接入子信道時(shí)，將該允許接入的接入子信道設(shè)置在屏蔽接入時(shí)隙內(nèi)；在當(dāng)前待接入小區(qū)接入子信道上檢測(cè)前導(dǎo)信號(hào)成功時(shí)，完成該小區(qū)的上行隨機(jī)物理信道接入，然后重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)；在當(dāng)前待接入小區(qū)的接入子信道上未檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)時(shí)，重新設(shè)定一個(gè)當(dāng)前待接入小區(qū)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種多小區(qū)上行隨機(jī)物理信道接入的裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明相同的硬件處理資源能處理多個(gè)高速小區(qū)接入信號(hào)的接收，且各個(gè)小區(qū)接入信號(hào)能夠及時(shí)切換。
文檔編號(hào)H04W74/08GK1946238SQ20061014311
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者汪少波, 施銳 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司