蜂窝时分多址-码分多址网络中的无冲突访问调度方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN02803689.1

申请日:

2002.01.04

公开号:

CN1486578A

公开日:

2004.03.31

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

H04Q7/38; H04L12/28

主分类号:

H04Q7/38; H04L12/28

申请人:

西门子移动通讯公司; 西门子公司

发明人:

罗塞拉·德贝尼迪蒂斯; 斯蒂芬·巴伦伯格

地址:

意大利米兰

优先权:

2001.01.12 EP 01830012.9

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所

代理人:

马莹;邵亚丽

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内容摘要

本发明公开了一种用于调度移动站对蜂窝网络访问的、无冲突的访问方法,该蜂窝网络具有一个按TDMA-CDMA技术构成的无线接口,其中,访问过程分两个步骤进行:在第一个步骤中,移动站发送一个签名,用以得到网络的确认,第二个步骤则用来发送RACH消息,且RACH消息是可变长度的。所提出的方法允许蜂窝网络的多模式操作,其中,基于以下事实,使不同的模式允许不同的RACH消息长度,即,移动站根据支持的模式所要求其发送的RACH消息的参数值来匹配控制访问过程的参数值。

权利要求书

1: 一种在基于CDMA技术的蜂窝电话系统中的访问信道调度方法,在 CDMA技术中,将各个相互正交的编码序列分别分配给移动站,用于对一 个上行链路中的公用载波进行扩频调制,对下行链路载波进行解扩解调, 以便使它们可以在无线接口被区分;该系统采用一种两个步骤的过程,用 于管理移动站对网络的访问,其中: -在第一步骤中,移动站在第一配置物理信道上向网络发送从多个相 互正交的编码序列中选择出的、各自的签名突发(SYNC1),并在一个时间 间隔内等待来自网络的、在直接或间接与该第一物理信道相关的第二配置 物理信道(PFACH)上的确认消息; -在第二步骤中,移动站在接收到确认消息后,在第三配置物理信道 (PRACH)上分别向网络发送访问请求消息(RACH),该第三配置物理信 道(PRACH)直接或间接与所述第二物理信道和/或第一物理信道相关; 其特征在于, -为小区分配唯一的签名(SYNC1)集合和唯一的确认消息类型; -所述移动站计算第一时间间隔,以发送各自的签名突发(SYNC1), 并计算第二时间间隔,等待所述网络确认消息的到来;所述第一和第二计 算的时间间隔的长度取决于所述各访问请求消息(RACH)和发送所述访问 请求消息的延迟的长度,由此避免在所述第三配置物理信道(PRACH)上 与其它移动站发送的访问请求消息(RACH)之间的冲突,或使这种最小化。
2: 根据权利要求1所述的访问信道调度方法,其特征在于,所述网络 在广播信道(BCH)上向所述移动站发送适当的系统信息,该系统信息全 部或部分地包括以下访问参数,如: -所述移动站须发送它们的签名突发(SYNC1)的所述第一时间间隔 的值, -停止等待所述确认消息的到来的所述第二时间间隔的值; -用于发送访问请求消息(RACH)的所述延迟的值, -所述访问请求消息(RACH)的长度; 这些移动站接收该系统信息并解码出它们自己的访问参数值,以避免 或简化对其的计算。
3: 根据权利要求1或2所述的访问信道调度方法,其特征在于,所述 CDMA系统还利用TDMA技术,其中,将载波依次分配给移动站,这些移 动站在一个插入到无限重复以形成帧和多帧的基本子帧中的固定长度的时 隙中完成扩频调制,以及相反的操作,其中,这些帧和多帧具有嵌入的用 于传送逻辑信道的物理信道,这些逻辑信道在一个与标准操作模式一致的 多级协议中被指定用于业务或信令交换;所述系统借助于插入在特殊的导 频时隙(DwPTS,UpPTS)中合适的同步突发而采用移动站同步过程;这 些同步的移动站知道它们的签名突发(SYNC1)和携带它们的上行链路导 频时隙(UpPTS)的位置,已知的还有签名突发(SYNC1)和携带来自网 络的确认消息的第二配置物理信道(PFACH)之间的关联,以及该第二配 置物理信道与用于发送长度为一个子帧或其整数倍的访问请求消息 (RACH)的第三配置物理信道(PRACH)位置的关联。
4: 根据权利要求3所述的访问信道调度方法,其特征在于,假设下列 访问参数的赋值为: -访问消息(RACH)长度,为L个子帧或相应的比特数; -最大移动站等待时间,为网络对发送的签名(SYNC1)进行确认的 WT个子帧; -用于发送签名(SYNC1)的最高频率,为两个连续签名之间的M个 子帧; -用于在签名确认后开始发送访问消息(RACH)的最高频率,以子帧 数计,即:一条新访问消息可以在每个子帧模N时发送,其中,N是一个 大于0的整数值,则访问参数的值满足下列数学关系: L×WT=M                                   [1] 其条件是,网络可以在直接后续子帧中确认检测到的签名(SYNC1); 以及 最大等待时间WT必须设置在下述值的范围内: 0<WT≤取整[1/(L-1)]+1-(L-N)-(L-M)         [2] 如果得到的WT为负值或零值,则其它参数L、N、M中至少一的选择 设置要改变,以允许得到网络确认。
5: 根据权利要求4所述的访问信道调度方法,其特征在于,还包括下 述附加步骤: -定义D为等于网络确认一个检测到的签名的固定延迟的子帧数; -定义WTu为等待时间WT的更新; -利用公式[1]和[2]求解出所有相关的访问参数值; -执行表达式:WTu=WT+D-1                           [3]; -执行比较:WTu≤L                                  [4]; -如果条件[4]为真则采用WTu; -如果条件[4]为假则确认WT。
6: 根据上述权利要求中任一项所述的访问信道调度方法,其特征在于, 所述网络能够支持其它标准化的用于服务的操作模式,在访问完成之后, 多组移动站共享相同的子帧、帧和多帧;该网络通过一对一分配给操作模 式的逻辑信道(BCH)广播系统信息,而每个附加的移动站组选择适当的 信道(BCH),用于接收其自己的系统信息并解码出访问参数值。

说明书


蜂窝时分多址-码分多址网络中的无冲突访问调度方法

    【技术领域】

    本发明涉及第三代(3G)蜂窝系统领域,更确切地说,涉及一种在蜂窝TDMA-CDMA网络中的无冲突访问调度方法。

    背景技术

    在上述技术领域中出现的一个问题是如何处理向未来的UMTS(通用移动通信系统)第三代蜂窝系统的过渡。几年是这些系统替代现有系统的可以预见的乐观的时间。与此同时,制造商在寻找能够采用一些未来系统的技术特征而不脱离现有基本设施地混合解决方案。本专利申请的申请人一直涉及一个用蜂窝系统的CATT开发称为TD-SCDMA(时分-同步码分多址)的无线访问技术的联合开发项目。该技术预期用于两个标准中。其中之一是由中国标准化组织CWTS(中国无线电信系统)制定的标准,另一个是3GPP标准,被表示为低码片率的TDD(时分双工)选择,或1.28McpsTDD。由CWTS规定的系统基于GSM(全球移动通信系统)协议堆栈,以下称之为TD-SCDMA&GSM,在说明书的描述中称为TSM。而3GPP标准是基于UTRAN(UMTS地面无线访问网络)概念,以下称之为TD-SCDMA&UTRAN。必须保证在TD-SCDMA&GSM和TD-SCDMA&UTRAN产品之间的平稳迁移,即有可能在以后一个特定的过渡阶段中在TD-SCDMA&UTRAN系统中使用TD-SCDMA&GSM终端。在早期阶段,诸如TD-SCDMA&GSM这样的系统与2G(第二代)核心网络连接。TD-SCDMA&GSM(CWTS标准)和TD-SCDMA&UTRAN(3GPP标准)物理层是相同的。TD-SCDMA&GSM标准的产品预期要早于TD-SCDMA&UTRAN产品进入市场。TD-SCDMA&UTRAN标准的产品会更晚可供使用。而在更远的将来预期将只有TD-SCDMA&UTRAN产品被使用。将会有一个过渡阶段,在该阶段两种系统需在相同的频段上共存。为了能够从TD-SCDMA&GSM到TD-SCDMA&UTRAN平稳地迁移,必须能够至少在某段时间内在TD-SCDMA&UTRAN系统中使用TD-SCDMA&GSM终端。

    该平稳迁移问题勾画出了在两种标准之间对某种程度兼容性的需要。

    图1示出了对于TSM和3GPP标准共同的物理TDMA-TDD基本帧。该帧具有连续组织的7个时间间隔,或时隙,以及另外三个将在后面描述的特殊时隙。该基本帧无限重复地用于小区中的通用载波。图1的基本帧包括来自于移动站(MS)或用户设备(UE)的m个时隙UL#0,...,UL#m(上行链路)和来自于基站(BTSC)的n个时隙DL#n,...,DL#0(下行链路),实现了TDD类型的全双工。

    通过为图1的TDMA-TDD基本帧增加CDMA能力,所产生的由一个载波、一个利用该载波的时隙和一个扩频码组成的集合形成了一个无线接口的物理信道,从逻辑的观点该接口保留用于支持信道特征信息。尽管没有在图中示出,连续的帧从在TSM和3GPP系统中使用的所有载波的角度被组织成更多的层次级别。例如,对于发送信号的机会可以将两个连续的图1所示的基本帧视为一个双倍长度新帧的两个子帧,该新帧属于一个总长度为720ms的、具有72个新帧的一个多帧。

    由BTSC发射的载波传送相互同步的帧,由此简化了相邻小区间的同步。在不限制本发明的情况下,方便的是在不同群集的所有小区之间采用通用帧同步。在图中从上至下,可以看到该基本帧包括n+m=7个有用时隙,每个时隙的长度为0.675ms,此外还有三个特殊时隙,它们依次为:长度为75μs的DwPTS时隙(下行链路导频时隙)、75μs的保护时间GP和长度为125μs的UpPTS时隙(上行链路导频时隙)。该基本帧的总长为5ms。在基本帧中,保护期间GP表示切换点DL/UL。该保护周期GP用来避免上行和下行传输之间的干扰,以及用来当第一个移动站在UpPTS信道上发送第一信号时吸收在移动站和基站之间的传播延迟;在该阶段事实上传播延迟还未知。直接在该保护周期GP前面的是特殊的DwPTS时隙,而直接在该保护周期GP后面的是UpPTS时隙,该两个时隙都包含不取决于扩频码的同步突发。剩余的时隙包含取决于扩频码的结构相同的突发,用于业务或信令。图2示出了一种可能的具有高对称性的基本帧的组织,特别是其开始点在UpPTS中,其后跟三个依次用Ts0、Ts1和Ts2表示的上行链路时隙,然后是四个下行链路时隙Ts3、Ts4、Ts5和Ts6,最后是DwPTS和保护时间GP。在时隙Ts2和Ts3之间有切换点UL/DL。图2中不同有用时隙的长度通过称为码片的测量单位表达,码片长为0.78125μs,等于相应于用于在有用时隙中按照CDMA技术进行扩频的N个码序列集合的公共频率的码片率=1.28Mcps的倒数。图3示出上行链路导频时隙UpPTS,其包括128码片SYNC1序列,后跟32码片的保护周期GP。图4示出下行链路导频时隙DwPTS,其包括32码片的保护周期GP后跟64码片SYNC序列。图5最后示出有用时隙Ts0,...,Ts6的共同结构,包括两个具有相同352码片长度的、用于数据的区域,分别位于144码片的中间码的前和后,并以16码片的保护周期GP结束,共计864码片。图5中给出的两个区域中的每一个都用预定数量的序列码调制,以便在扩频频带上产生相等数目的无线信道,无线信道分别占据整个频带并表示相同数目的由服务和信令支配的所谓资源单位RU(Resource Unit)。中间码本身又包括一个修整序列,供BTSC站和移动站使用,为了后面将提到的目的,用来评估所产生的无线信道的脉冲响应。参照图5所示的主突发下列关系适用:Tsk=Qk×Tc,其中,Qk是扩频系数SF(Spreading Factor),对应于所述N个码序列,并可从1、2、4、8和16中随意选择;Ts是被发射码元的长度,而Tc是码片的固定长度。从该关系可以看出,扩频系数增加,则发射的码元的长度也增加,换言之,就是与主突发相关联的物理信道也增加,但所允许的发射速度随之下降。

    图6示出了用于建立16个新物理信道扩频系数16的效果,这些新物理信道与图1所示的5ms基本帧所属的每个有用时隙相关。广播系统信息包含对逻辑信道与以P为前缀的物理信道的关联的跟踪。控制信道在图中被看作表示称为CCHset(控制信道集合)的分配集合。在TSM和3GPP系统中可以配置多个CCHset。图6示出了在基本帧中可能的CCHset和P-FACH信道的布局。

    相对于BCH(广播信道)网络的透明使用,指向TSM和3GPP移动通信的信道是互相不同的,这种可能性在以西门子信息和通信网络与西门子股份公司的名义申请的、欧洲专利申请号为No.00830552.6的专利申请中有所描述。其要求保护的技术方案采用对接收的用于发送当前帧内容的DwPTS(下行链路导频时隙)进行QPSK调制。相位45°、135°、225°和315°的组合用来指示相对于一固定相位参考的BCH的位置和交错帧号。换言之,两种如TSM和3GPP标准的BCH信道可以在物理信道P-CCPCH(主公用控制物理信道)上时间多路复用,以及两种UE(用户设备)可以独立地对适当的BCH去复用。其优点在于两种不同移动系统的共存,它们使用相同的频带却不影响两种标准。

    与BCH信道的透明使用相关的创新解决方案无疑是重要的,因为这些信道携带用于小区的系统信息,而后续操作完全依赖于这些信息。在本申请人的实验室中开展的研究和开发使得可以在3GPP系统中更广泛地使用BCH信道。因此,涉及到两种标准之间的兼容性,必须考虑其它一些过程。例如,考虑到网络对移动站的身份和其支持的TSM和3GPP模式,只有在该移动站已经被访问过后才可得知,很清楚,所有在此前的过程和交换的消息都应该保持相同,至少在网络一方如此。这些过程之一,即随机访问过程或RACH过程,允许移动站通过同等交换信息访问系统。RACH过程实质上是在两个包含两种不同的移动站对网络的访问的步骤中完成的。第一步骤用于从移动站随机发射签名或SYNC1突发,并用一个单突发消息接收来自网络的回答,该消息允许在移动站中为随后的发射正确地设置其时序和功率级别。该消息分别在TD-SCDMA&UTRAN规范中称为FPACH(快速物理访问信道),和在TD-SCDMA&GSM规范中称为PFACH(物理前向访问信道)。在RACH过程的第二步骤中,移动站将一个RACH消息发送给网络,使其得知它的身份,以达到访问网络服务(例如,请求信道)的目的。

    在关于蜂窝系统TDMA-SCDMA-TDD如3GPP的RACH过程的两个步骤中,在申请人提交的其它专利申请中,描述了利用在BCH信道中的系统信息广播的可能性。涉及第一步骤的相关讨论在国际专利申请PCT/IT00/00101中公开。

    权利要求1的特征部分记载了访问信道调度过程,引用如下:

    a)移动站读取适当的访问参数(P1,P2,P3),这些参数由网络插入到由上述服务信道(BCCH)携带的系统信息中,或者插入到为移动站分配专用信道(TCH,SACCH,FACCH)的过程开始时由网络发射的消息中,这些移动站向网络至少发送了一个移动站访问请求;

    b)通过使用所述访问参数(P1,P2,P3),由移动站产生共享访问信道(UpPTS)的共享访问子信道(UpPTSSUBCH),并将每个子信道与一个访问类型相关联;

    c)在一个所述共享访问子信道(UpPTSSUBCH)上发送一个所述识别序列(SYNC1)或签名序列。

    在步骤b)中提到的共享访问信道显然是上行链路导频时隙UpPTS。调度过程需要至少两个广播访问参数P1和P2,该两个参数是由移动站通过下列公式:SFN模[P1]=P2引入的,由移动站计算,以标记用属于一个所述子信道(UpPTSSUBCH)的系统帧号SFN编号的帧。引入的子信道用于不同的访问类型,使CDMA系统具有调节移动站访问共享信道的能力。这因此降低了在请求网络连接的高峰期间上行链路路径拥挤的危险,并涉及到系统所能预见的全部模式,例如:原始呼叫、结束呼叫、异步小区间切换等等。

    只要同时涉及RACH过程的第一和第二步骤,以西门子公司名义申请的德国专利申请No 100 08 653.5描述了将下述三个信道SYNC1-FPACH-PRACH的关联插入到由BCH信道携带的系统信息内。一种类似的关联可防止由于从移动站系统地读取系统信息而造成的信令延迟,以便了解用于接收网络对在先的SYNC1或各信道请求回答的正确信道。尤其是了解哪个PRACH被配置,从而一个移动站可以进行随机访问过程而不与其它移动站冲突。

    技术问题概述

    在一般的层面上介绍现有技术定义了随机访问过程之后,需用更精确的信息来更好地指出在访问网络时两种模式、即TSM和3GPP之间的区别。对于TSM标准,随机访问过程遵循下列步骤:

    1.网络在广播信道(BCH)上发送广播,除其它系统信息之外,还包括下列:

    -配置的PFACH,这些是网络由此向检测到的签名发送其确认的物理信道;

    -配置的PRACH,这些是移动站在检测到对先前从PFACH发送的签名的确认之后、须经此发送其业务请求(通过RACH消息)的物理信道;

    -哪个签名将由哪个FPACH确认以及哪个PRACH将用于由哪个FPACH接收的确认之间的关联;这种关联可以优化移动站的接收和发送,并避免在PRACH上的冲突。

    2.移动站在UpPTS物理信道上发送由已知值的码片序列给出的签名;可分配最多达8个不同的序列。移动站通过同步处理(详见TSM和3GPP标准)获得哪个序列在小区中被使用的信息。

    3.因此,移动站从其支持的签名中选择一个,等待来自相关FPACH的确认,用于下四个子帧(5ms),并检测由配置的FPACH接收的确认。

    4.移动站用单个突发(即5ms)将其RACH发送到PFACH相关的PRACH上。

    同样,对于TD-SCDMA 3GPP标准,网络在BCH上广播配置的PRACH和PFACH(称为FPACH)和它们各自的关联;移动站通过选择一个UpPTS物理信道上的签名开始随机访问过程,等待确认,然后以类似于TSM的方式将RACH消息发送到相关的PRACH上(即,PRACH与从其接收到确认的PFACH关联)。对于TSM和3GPP两者来说,签名、UpPTS和PFACH消息的定义完全相同。

    区别所在

    仅就随机访问而言,TSM和3GPP模式的大差别在于预期的RACH消息容量。在两种模式中,RACH消息都包括来自移动站的访问网络服务的请求;通过该消息移动站向被访问的系统申明它的身份和它所支持的模式。

    对于TSM模式这种消息仅需要32比特,而对于3GPP模式看来需要平均160比特的净荷,但更高的容量也是可能的。从该区别得出,如果TSMRACH消息可以由单一突发携带、装配到一个5ms的无线子帧中,以扩频系数(SF)16加到一个资源单位RU,则对于3GPP模式的160比特消息来说,可能需要两个各为SF 16的基本资源单位,或者一个用于两个10ms长的无线子帧的、以SF 8的资源单位。当然,不同的组合也是可能的,取决于不同的SF或时间持续值或取决于这两个参数。

    考虑到双模式小区只有一组签名和一个UpPTS信道,则所有访问的移动站,无论其模式是什么,将在同一物理信道(UpPTS)上发送相同的签名,因而双模式基站在该时刻将不会知道发射移动站的模式,并因此须用相同的FPACH确认消息(即,具有相同内容和大小)来回答。

    现在考虑TSM模式的一个大优点是对PRACH信道的无冲突的状态:当一个移动站访问PRACH以发送其RACH消息时,没有其它移动站可以在同时在该信道上进行发送(当然,由于在移动站和固定站双方的误检测,错误仍然有可能发生)。在TSM模式中,RACH消息仅占用一个子帧。

    在TSM模式中RACH过程的详细描述是相关公开的说明书(CWTSTSM技术说明书)的一部分。作为对披露待解决的技术问题有用的简短总结,下面列出TSM RACH过程的基本点:

    1.RACH消息占用一个子帧(例如,5ms)。

    2.RACH消息在一个作为网络确认发送的携带PFACH的突发之后正好两个子帧之后被发送。

    3.在每个子帧都允许发送签名。

    4.在每个子帧中都允许向检测到的签名发送确认。

    5.移动站在携带被发送的签名的子帧后等待确认最多到4N个子帧。

    下面介绍用于上述交换消息的一个子帧占用的例子。参照图7:在TSM模式下用于RACH过程的子帧占用举例,和所有随后的附图,不同的用户(1,2等)也对应于不同的签名;还假设网络准确地在随后的子帧中回答检测到的签名,尽管在提供确认时仍然可能有处理延迟。从该例可以看出,在发送RACH消息时没有冲突发生;注意用户5因为没有在预期的时间、即在4个子帧内得到网络的确认而不能访问系统。

    在3GPP标准中,RACH过程目前仍在讨论中,尽管已经相当确定RACH消息相对于TSM中的更大,甚至需要2个或4个子帧。

    目的是在3GPP模式中也保持RACH无冲突的优点,和仍然保持得到能够同时管理两种模式的移动站的双模式网络的可能性。因此,设计者需要考虑RACH消息的以子帧数计的、在给定物理信道PRACH上持续时间,而不改变相对于签名检测和确认消息内容的网络行为。这意味着3GPP的FPACH确认突发应该以与TSM的PFACH同样的方式被编码和发送。

    为使后面的文字容易阅读,介绍下列定义:

    SFN:指示由网络广播的系统子帧号;

    L:表示以子帧数目计的RACH消息的长度;

    WT:表示以子帧数目计的移动站等待网络确认的最大等待时间;

    M:表示以子帧数目计的用于发送签名SYNC1的最大频率;即:每当SFN mod M=0(最后的偏移可能是大于0的整数,在此不考虑)时可以发送签名;

    N:表示以子帧数目计的用于开始发送RACH消息的最高频率;即:每当SFN mod N=0(最后的偏移可能是大于0的整数,在此不考虑)时可以发送一条新RACH消息。

    下面,采用下列用于3GPP模式的配置1,其大部分可再现图1的TSM参数:

    1.L=2(不同于TSM);

    2.N=2(同TSM);

    3.M=1(同TSM);

    4.WT=4(同TSM);

    5.在每个子帧都允许对检测到的签名发送确认(同TSM)。

    注意条件4被保持为与在TSM下相同,以便允许双模式网络的概念。或者,换言之,网络必须以完全相同的消息并在相同的时序限制下对所有支持的模式回答检测到的签名。按照这些假设,还不能避免PRACH上的冲突;如图8的例子所示,图8:在3GPP环境中用于上述配置1的子帧占用举例,其中,用灰暗标记了用户2和3的冲突。因此,上述一些假设必须改变。

    如果将WT值从4改为2并保持其它条件不变,则可以得到如下情形:图9:在3GPP中用于配置2的子帧占用举例,其中,仍可发生冲突;用灰暗标记了用户4和用户5的冲突。注意由于确认来得太晚而使用户3不能访问。

    如果相对于3GPP中的配置2将M值从1改为2,则将得到如下情形:图10:在3GPP中用于配置3的子帧占用举例。这里,当发送RACH消息时用户4和用户5仍会发生冲突。注意由于确认来得太晚而使用户3不能访问。

    最后一个例子:相对于配置3将N值从2改为1,则将得到如下一种情形:图11:在3GPP中用于配置4的子帧占用举例。这里仍不能避免冲突,而且由于确认来得太晚而使用户3不能访问。

    【发明内容】

    本发明的主要目的是规定用于正确设置发送和确认签名的相关参数的规则,使得不同模式(例如TD-SCDMA&UTRAN或等效的3GPP,和TD-SCDMA&GSM或等效的TSM)的移动站,可以按有效的方式、没有冲突地访问相一多模式网络,而该多模式网络可以按预期的方式回答不同模式的移动站,而不需事先知道它们的具体类型。

    本发明定义了可用于单一模式网络等效规则,其中,由所支持模式的移动站发送的RACH消息的长度可以是可变的。

    本发明的总结和优点:

    为了实现所述目的,如权利要求所披露的,本发明的主题是一种在蜂窝电话系统中的访问调度方法。

    本发明的优点

    本发明的第一个优点是,可以构造一种双模式的TD-SCDMA网络,该网络能够允许同时访问其它模式的移动站,并相对于TSM能够避免RACH消息的冲突,无论该消息的时间长度如何。

    第二个优点是,可以动态地配置随机访问参数,如RACH消息时间长度、发送签名和签名确认的频率、移动站等待确认的等待时间。

    【附图说明】

    本发明及其其它目的和优点可以通过下面结合附图对实施方式的详细描述得到进一步理解。其中:

    图1至5示出了对于TSM和3GPP蜂窝电话系统共同的一个基本无线帧和所包括的突发的几种表示;

    图6示出了一种与图1的基本帧有关的物理和逻辑信道的表示;

    图7是一个表示在TSM模式下用于RACH突发的子帧占用的表;

    图8至11是几个表示不反应本发明方法的3GPP模式下的几种配置的用于RACH突发的子帧占用的表;

    图12是一个反应本发明方法的、表示TSM模式下用于RACH突发的子帧占用的表。

    【具体实施方式】

    作为所有上述例子的一个结论,所有在上面定义清单中描述的有关参数是相互紧密联系的,如果必须避免RACH上的冲突,它们中的每个的定义都对其它参数产生影响并提出要求。

    特别是改变RACH消息的长度,则最大允许等待时间也应相应改变,并保持其它参数不变,或改变发送签名的最高频率,RACH消息长度也必须改变而保持其它参数不变,等等。

    下述规则拟用于定义相关参数的值,以避免RACH上的冲突:

    L×WT=M                                      [1]

    等式[1]描述了以L个子帧测得的RACH消息长度之间的关系;在移动站一方对于网络确认发送的签名的最大等待时间以WT个子帧测得;而用于发送连续签名的最小时间间隔以M个子帧测得。这样,例如将RACH消息长度加倍而保持相同的最大等待时间,就要求将在两个连续签名之间的最小时间间隔加倍,等等。

    但是,注意最大等待时间须在下列值的范围内设定:

    0<WT≤取整[1/(L-1)]+1-(L-N)-(L-M)            [2]

    如果对于WT得到一个负值或零值,则须改变至少一个其它参数(L;N,或M)的选择设定,否则移动站的访问将失败(即,其永远不能成功地得到网络确认)。如果得到一个无限值(如对于TSM),则意味着任何WT值都是可能的,并因此任何M值也是可能的;但是,注意对于WT的一个敏感最大值是8,因此8是在TSM和3GPP下分配给一个TD-SCDMA小区的签名的最大数。

    等式[1]假设网络能够在直接下一子帧中确认检测到的签名;如果情况不是这样,且由于实现的原因须考虑一固定的处理延迟(可以是一个子帧),则可以如下考虑:

    定义D为网络回答一个检测到的签名的固定延迟的子帧数,在应用公式[1]和[2]求解出所有相关参数值后,一个称为WTu(等待时间更新)的新参数可以作为得到的WT和处理延迟D的和减1计算出来。如果WTu等于或小于所得到的RACH消息,则要应用的WT将是WTu;否则得到的WT必须得到确认。

    例如,如果试图将公式[1]和[2]应用到前面所述的配置3,则可以看出公式[1]不满足;因此,三个参数值(L,M或WT)中的一个必须改变。如果将M从2变为4,则新的情况将反映在图12:在3GPP中用于配置5的子帧占用举例中。

    在操作中:

    1.TDMA-CDMA网络将在相关的BCH上广播下列参数值,或它们中的一部分,或者如果移动站对每个配置的PRACH信道已知或能推导出,则不广播它们中的任何一个:

    -L个子帧或相应比特数的RACH消息长度;

    -最大移动站等待时间WT,例如在发送签名(SYNC1)后到网络确认的子帧数;

    -发送签名的最高频率,例如,在两个连续签名之间的M个子帧;

    -当允许发送一条RACH消息时,例如在每个子帧模N,其中,N是一个大于0的整数值,在签名确认后恰好有K个子帧到来。

    2.在一个网络支持的模式(例如3GPP)下的移动站操作可以在指定(/已知)的子帧,可以与在另一网络支持的模式(例如TSM)下的移动站操作在相同的UpPTS物理信道上发送相同的签名。

    3.无论访问移动站的模式如何,TDMA-CDMA小区将通过发送相同的且具有相同的时序限制的确认消息来回答所检测到的签名。

    4.移动站将等待签名确认直到指定的(/已知)最大等待时间,如果在规定的时间内接收到,则从网络指定的(已知)子帧开始并以网络指定的(/已知)长度,在指定的(在相关的BCH上)PRACH上发送RACH消息。

    对访问信道调度的扩展

    本发明允许对不限于至此已描述的实施方式的扩展。特别是作为本发明的焦点中心在于两步骤访问过程,其中,由于对访问参数值的专门选择而避免了在分配的PRACH物理信道上RACH消息之间可能的冲突,从而有可能将本发明的技术同样用于按照不同的访问技术但也同样是两步访问的蜂窝系统中。特别是,本发明可以用于下列系统中:

    -宽带CDMA蜂窝网络;

    -具有全双工FDD(频分双工)的CDMA蜂窝网络;

    -TDMA-CDMA-FDD蜂窝网络;

    -TDMA-CDMA-TDD蜂窝网络;

    -TD-SCDMA-TDD蜂窝网络。

    本说明书指出本发明的一个重要特性基于这样的事实,即计算出的访问参数如WT、N、M的相应值极大程度地依赖于RACH消息的长度。在本说明书的前部长度L被假设为是可变的,且至今尚未很好地定义。这不是一个缺点而是格一个很好的提示,以强调实现单一模式蜂窝系统的可能性,在该蜂窝系统中移动站自己根据已知的RACH消息的不同长度L计算访问参数。随之而来的巨大优点是操作的自由,而对于有关访问参数的BCH信息的解码是不必要的。这一特征也可以保持在多模式网络中,其中移动站对不具备这种特征的模式的响应可以具有优点地从BCH信息中解码出相关的访问参数。

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本发明公开了一种用于调度移动站对蜂窝网络访问的、无冲突的访问方法,该蜂窝网络具有一个按TDMACDMA技术构成的无线接口,其中,访问过程分两个步骤进行:在第一个步骤中,移动站发送一个签名,用以得到网络的确认,第二个步骤则用来发送RACH消息,且RACH消息是可变长度的。所提出的方法允许蜂窝网络的多模式操作,其中,基于以下事实,使不同的模式允许不同的RACH消息长度,即,移动站根据支持的模式所要求其。

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