最优化码分多址蜂窝网络中的随机接入过程的方法

专利名称：最优化码分多址蜂窝网络中的随机接入过程的方法
技术领域：
本发明涉及无线移动电话领域，更具体地说，涉及最优化码分多址(CDMA)蜂窝网络中随机接入过程的方法。
在本发明的技术领域中，在全世界尤其是在欧洲完成了很多研究和开发工作，以标准化和实施称作UMTS(通用移动通信系统)型的第三代(3G)蜂窝系统，特征在于CDMA(码分多址)多路接入技术。众所周知，CDMA在于多路复用将要以低符号率发送的数据符号和使用较高速率(码片速率)的一组伪随机噪声码序列(码片)，以在公共宽谱上扩展来自多个用户的信息。相互正交的扩频码序列，即具有可忽略的互相关和有效自相关，以随后在进入传输频带的多个用户间进行辨别。因此，扩频接收器解调接收信号并通过实现解调的信号和发送器使用的一组码序列的局部复制之间的时间相关，重构多个用户的原始数据序列。从数学相关，每个用户在峰值获得其原始数据序列，因此将它从噪声、干扰以及将被察觉的如白噪声的其他序列辨别出来。
关于传统的窄带系统，考虑到上行链路和下行链路可任意使用的频带，除了提供单个频带和多路复用级间的交换机会，扩频技术在对称或不对称的结构中支持具有较高发送比特率的用户。CDMA系统具有附加的优点，尤其是在蜂窝范围内，对于由沿着发送的信号的空中路径多次反射引起的瑞利选择性衰落(Rayleigh selective fading)完全不敏感，这是因为由强衰落影响的谱部分仅是由有效信号占据的总谱的非常小的部分。
背景技术：
同一受让人的在国际申请第PCT/EP00/02671中公开的发明似乎是最接近的现有技术。引用的相关权利要求1原文如下所述“一种用于在公共信道上接入网络业务的移动台中补偿传播延迟和最优化功率电平的方法，在基于码分多址(或CDMA)和时分双工-时分多址(或TDD-TDMA)技术的第三代蜂窝电话系统中，包括至少一个基站(BS)和至少一个移动台(MS)，其中提供用于发送以帧或多帧组织的信号，还包括被称作《字符突发(signatureburst)》的相关字，它允许网络计算接收的信号的计时和功率电平，其特征在于它包括多个暂时明了的步骤，在通过移动台(MS)接入网络业务系统的过程期间，用于最优化《帧同步》和《功率电平》参数，并且具体地●在第一步，所述至少一个移动台(MS)使用字符突发，以获得正确的帧计时和正确的功率电平，用它们来接入公共信道，以向网络发送其接入请求。
●在第二步，在已经由网络分配的专用资源上发送之前，所述至少一个移动台(MS)验证和调整帧计时和功率电平参数，再次发送字符突发。“上述权利要求1的字句清楚的说明了引用关于TDMA-CDMA-TDD移动无线电话系统的发明，它们区别于GSM和其他FDD(频分双工)系统的关键在于在基本帧中存在字符突发，明确地为上行链路同步而提供。记住下文是非常有用的字符突发不携带任何信息或高级消息而只是相关字，以允许网络计算接收的信号的计时和功率电平，并由此校正它。从上述权利要求1得出所引用的发明的主要目的仅在于使用面临在特定的仍没有闭环控制机械装置的环境中最优化“功率电平”和“帧同步”参数的网络接入过程。该目的通过将两个清楚的上行链路同步步骤引入接入过程而满足。
引文还概述了在接入过程期间通过使用共享无线资源，在公共接入信道可能发生碰撞，即多个用户同时访问同一无线资源的事件。高碰撞概率意味着谱资源的浪费，因为碰撞的字符突发必须被重发，引起系统内干扰的增加，因此业务能力和信号质量被减少，尤其是在CDMA系统中。所以，在国际申请第PCT/EP00/02671中公开的发明所面临的额外的技术问题是尽可能的限制由所有请求者共享的公共接入信道P-RACH上的碰撞事件。为此目的，建议通过信令明确地发送RACH配置参数(按照时隙/频率/编码)，或明确地从移动台获得，例如因为事先知道将被使用的RACH信道和信道P-FACH的联系，通过它移动台从网络接收给字符突发的确认消息。
引文的发明面临的另一个技术问题是在使用字符突发时限制碰撞概率。引文中说具有良好自相关特性和互相关特性的许多字符突发可以由许多移动台并行发送，并由网络正确地解码。其次，网络可以同时应答许多请求，通过使用许多物理信道，例如码分类型，或使用单个资源，在其中收藏多个应答消息。对于该目的的建议是可能的如果对于某些业务(例如，紧急呼叫和/或切换请求)它被建立可能仅在多帧的某些帧(例如，偶数帧)发送字符突发，而对于所有其他业务，辅助帧被允许，则在使用字符突发时的碰撞概率可以进一步减少并且提供的业务质量也相应的提高(例如，提高切换成功的概率)。
概述的技术问题在国际申请第PCT/EP00/02671中公开的发明方便地解决了移动台第一次接入网络的发送突发在时间和功率上的同步问题。同一文件还公开了如何在具体环境下，通过使用字符避免在公共随机接入信道P-RACH上的碰撞。然而，因为其清楚的接入过程，其他同步和碰撞之外的问题出现在TD-CDMA-TDD情况，但是它们没有完全由同一受让人的现有发明察觉和解决。
引文的已知接入过程按如下步骤详细描述，仅在用于解码广播系统信息的初步下行链路同步后实行a)移动台在上行链路发送符号并等待广播公共信道BCCH上的系统信息；b)移动台听取(listen)系统信息并解码携带前一符号的网络确认的P-FACH信道的配置参数，和功率、时间控制校正消息；c)移动台接入配置的P-FACH信道，执行功率和时间上的同步，同时，解码其内容对应于发布接入突发的P-RACH接入信道的配置参数的消息；d)移动台接入配置的P-RACH信道，执行系统服务信道请求；e)移动台听取系统信息，解码主或辅公共控制物理信道P/S-CCPCH的配置参数，该信道产生接入允许逻辑信道AGCH，它包含对于任意正确地检测的、并且当然由系统接收的信道请求消息的网络响应。网络的响应包括对于接收的请求的专用信道身份；f)移动台解码AGCH信道内容，在进入专用模式前，通过发送时间和功率同步的分配的字符突发执行接入过程的第二步。
粗略一看因为持续地等待听取和解码系统信息，上述接入过程显得很麻烦。移动台在进入分配的信道前平均花费的时间明显的延迟了，这损害了3G业务能力。
此外，因为多于一个的P-FACH信道带来对于符号的确认，并且多于一个的携带AGCH允许消息的CCPCH信道可以按小区被配置，以业务预见为基础，接入移动台将面临以下问题想要知道从哪个P-FACH信道必须期待确认消息，并且从哪个P/S-CCPCH物理信道必须期待AGCH允许消息。
刚才概述的技术问题揭示了一个方面，按照提及的现有技术，它不知如何避免在P-RACH接入信道上的碰撞。事实上，一般而言，在公共信道上的碰撞事件涉及许多同时向身份已知的特定信道发送的移动体，然而概述的情况涉及面对许多可能的发送的信道的，这些信道的身份已知并且由此将被发信号。一旦知道真正发送的信道的身份，移动台和发送的信道之间的关系就是一对一的，因此碰撞不会发生。根据前述考虑可以总结出现有技术的发明，即使它可能在开始分析时似乎类似，事实上，它预示相反的偏离。
发明目的本发明的主要目的是指出在进入专用信道前，通过最小化花费的总的时间和工作，适合于接入TD-CDMA蜂窝网络的最优的随机接入过程。
本发明的另一个目的是指出在系统上行链路和下行链路同步序列中分配的最优的方式，以及对于小区识别的中置和扰码。

发明内容
和优点为了实现上述目的，本发明的主题是TD-CDMA网络中的随机接入过程，如权利要求1中公开的。
公开的解决方案主要在于产生如下类型的完全相关链路SYNC1→P-FACH→P-RACH→P/S-CCPCH其中SYNC1是分配给服务小区的8个字符突发之一，P/S-CCPCH是公共物理信道，有利地被配置，用于传输AGCH消息和第二步符号确认。描述的链路服从下述限定●映射必须结合8个SYNC1序列中的每个到信道P-FACH。每个P-FACH信道必须是至少一个SYNC1符号的终点。
●从P-FACH到P-RACH信道的映射必须产生与已经配置的P-RACH信道的结合。每个配置的P-RACH信道必须是至少一个P-FACH的终点。
●从P-RACH到P/S-CCPCH信道的映射必须产生与已经配置的并携带AGCH逻辑信道的P/S-CCPCH信道的结合。每个配置的P/S-CCPCH信道是至少P-RACH信道的映射的终点。
用于定义来自本发明的所有不同的相关链路的总体信息包括在BCCH信道上广播的系统信息中；因此即使在建立连接之前，完全链路被移动台和网络知道。本发明提出的解决方案具有避免接入过程期间的无用的工作和延迟的优点，否则它们将由系统听取和系统信息引起。特别地，提议的信道级联可以简化移动台的信道检测，因为总是知道从哪个公共物理信道P-FACH和P/S-CCPCH等待期望的网络应答。
很明显前述的优点被保持，尤其是●最优化到共享信道P-RACH的接入，由于网络事先知道哪个物理信道将被移动台选择用于下一个发送的消息(信道请求)。
●限制在共享信道(P-RACH)上的碰撞，有利于引入移动台和有利于可能与该特定的共享信道共处一处的其他用户。
通过比较实际发明和申请人以前在国际申请第PCT/EP00/02671中公开的发明，其中关于加速并减轻移动台接入的解决方案并没有明确地被考虑，申请人强调提出的解决方案的独创性。其主要建议事实上是针对以下唯一目的，即在公共接入RACH信道上避免碰撞，通过经由信令发送RACH配置参数实现，但是如此做使得在某方面花费的时间不可避免的延长了接入过程。在可替换的实施例中，因为预先知道将要使用的RACH信道和信道P-FACH之间的联系，配置的RACH参数隐含地从移动台获得，移动台通过信道P-FACH从网络接收字符突发的配置消息。最后一个建议仍然是为了唯一的目的，即避免在RACH信道上的碰撞，因为没有提到任何对于碰撞的和非碰撞的移动台关于缩短和减轻完全接入过程的机会。后一个突出的问题在进入专用信道前通过所有涉及的信道间的完全级联链路而被本发明解决，因为无效所以部分联系不是预期的。由于表征相关链路的完全信道级联，由移动台完成的特殊的SYNC1字符的随机选择将确定包含在接入过程中的所有其他信道因为剥夺所有涉及信道间的完全级联链路，对于现有技术的可选实施例不可能获得原始特性。
在本发明主题解决的问题的方向上的另外的改进将在随后详述，它主要包括如下类型的预先安排的合适的小区识别码链路下行链路导频序列→上行链路导频序列群→→扰码群→基本中置码群。其构成码在BCCH信道上广播。链路的这个第二性允许移动台简化小区选择过程，它是任意随后接入过程的预备步。


通过对本发明的优选实施例进行详细描述和给出的仅用于非限定的解释目的的附图，本发明的进一步的目的和优点将会变得更加清楚，其中图1显示了UMTS(3G)移动无线电话系统的方框图；图2显示了发送给图1的移动无线电话系统的无线接口Uu的信号的顺序帧的层次；图3a显示了属于图2的层次的基本帧；图3b显示了包含在图3a的基本帧中的UpPTS突发的结构；图3c显示了包含在图3a的基本帧中的DwPTS突发的结构；图3d显示了包含在图3a的基本帧中的突发Ts0，....Ts6的实际结构；图3e显示了包含在图3a的基本帧中的突发Ts0，....Ts6的实际结构；图4显示了基于在附录APP2中说明的不同的可用的下行链路导频突发DwPTS编号的3G系统小区簇；图5显示了与图3a的基本帧有关的物理和逻辑信道的表示；图6显示了具有更多层次级的、用于控制图1的3G移动无线电话系统工作的协议的方框图；图7显示了与限于在应用本发明的3G移动无线电话系统的无线接口Uu中的消息的交换的最初呼叫协议有关的消息序列图表；图8显示了与和最初呼叫类似的终止呼叫协议有关的消息序列图表；附录APP1显示了6个表表1-A1至表6-A1，指定本发明3G移动无线电话系统的无线接口Uu的某些物理和功能特性；附录APP2包括两个表第一表1-A2表示应用于3G蜂窝系统的标准，以在不同小区簇，图3b的不同的可用的下行链路导频突发DwPTS，和可以参考图3d和图3e的突发的扰码群和中置码群中共用。第二表2-A2通过表明图3c的上行链路导频突发UpPTS的可用群，完善前一标准；附录APP3包括三个表即指示用于将逻辑信道映射到物理信道的不同标准的表1-A3，2-A3，3-A3；附录APP4显示了表1-A4，包括用于图1的3G移动无线电话系统的层2协议的一般的功能描述，类似的表2-A4与层3协议相关。
具体实施例方式
图1简明地示出了本发明将描述的UMTS移动无线电话系统(3G)的功能结构方框图。在图1中，便携式电话机MS(移动台或移动单元)及车载电话机，和便携式用户设备单元UE都与相关的TRX收发器(在图中不可见)无线连接，该收发器属于在领土上分布的相关的基收发器站BTSC(CDMA的基收发器站)。每个便携式用户设备单元UE包括连接到移动终端单元(典型的是电话机)的终端设备单元TE(典型的是个人计算机)，用于以分组格式发送数据。
每个TRX与一组天线连接，该天线的配置确保了由BTSC服务的小区的均匀的无线覆盖，也称作节点B。一组N个邻近的小区被称作簇，该小区完全占用移动无线业务可用的所有载波；相同的载波可用在相邻簇被再次使用。BTSC类型的更多基站通过物理载波连接到由BSCC表示的公共基站控制器上(CDMA的基站控制器)。更多的由BSCC控制BTSC一起形成功能子系统，被定义成BSSC(CDMA的基站系统)。更多的BSSC(BSCC)连接到移动交换中心MSC(移动交换中心)，直接地或通过允许在64kbit/s连接线路上子多路复用16或8kbit/s信道的TRAU块(码变换和速率适配器单元)，而最优化相关的使用。TRAU从话音的64kbit/s码变换成13kbit/s全速率(或6.5kbit/s半速率)，以用16kbit/s或8kbit/s流处理它们。
MSC块顺序连接到地面网PSTN(公用交换电话网)和/或ISDN(综合业务数字网)的交换中心。称为HLR和VLR的两个数据库通常位于MSC，在图中不可见；第一个包含每个移动台MS和用户设备UE的稳定的数据，第二个包含可变数据；这两个数据库协作使系统跟踪在延伸到不同欧洲国家的领域内广泛移动的用户。BSCC站控制器也连接到个人计算机LMT(本地维护终端)上允许人/机对话，连接到操作维护中心OMC执行监督、管理报警、业务量测量量的评估等，其功能被称作O&M功能(操作&维护)，并最终连接到在GSM04.64中说明，用于分组交换数据业务的SGSN块〔服务GPRS(一般无线分组业务)支持节点〕。
图中可见的垂直虚线标出了主功能块中的接口的界限，即MS或UE和BTSC间的无线接口用Uu表示，BTSC和BSCC间的无线接口用A-bis类似物表示，BSCC和TRAU间的接口用A-sub表示，TRAU和MSC间的接口或直接是最后和BSC间的接口用A表示，BSCC和LMT间的接口RS232用T表示，BSCC和OMC间的接口用O表示，BSCC和SGSN间的接口用Gb表示，和SGSN和MSC间的接口用Gs表示。上述提及的接口在下述GSM建议中给予了描述04.01(Um)，08.51(A-bis)，08.01(A)，12.20和12.21(O)，04.60(Gb)。
图2显示了用于描述本发明主题的TDMA-CDMA-TDD移动无线电话系统的基本帧和分层多帧。参考图2，除了将在以后描述的其他三个特定的时隙外，7个时间间隔的顺序结构，或时隙被显示在3G基本帧内，该3G基本帧无限地被重复为使用在小区中使用的那些中的一般载波。图2的基本帧包括来自移动台MS/UE的m个上行链路时隙TSu#0，...，TSu#m，和来自BTSC站(图1)的n个下行链路时隙TSd#0，...，TSd#n。包括一载波，该载波使用的一时隙和一扩频码的集形成用于支持从逻辑的观点表征信道的信息的Uu接口物理信道。编号的序列帧嵌入在3G系统中独特的多层级结构中。不管是否基站BTSC传输相互同步的帧，切换过程应该明显地简化并变得更短。无须设定对本发明的限制，很方便在不同簇的所有小区使一般帧同步，即，通过使用GPS(全球定位系统)卫星或其他合适的方法；结果的3G系统其特征应该是TD-SCDMA-TDD(Time Division-Synchronous-CDMA-TDD)。
继续在图2中，开始于从图底部到顶部，我们看到基本帧3G包括n+m＝7个有用的时隙，每个具有0.675ms持续时间，除了其他3个特殊时隙外，它们顺序为持续实际75μs的DwPTS时隙(下行链路导频时隙)、75μs保护时间GP、和125μs持续时间的UpPTS时隙(上行链路导频时隙)。基本帧的总的持续时间是5ms。24个3G基本帧形成一120ms的业务多帧。48个3G基本帧形成一240ms控制多帧。24×48＝1152个3G基本帧形成持续时间5.67s的超帧。1152个基本帧可以来自48个业务帧或24个控制帧。2048个3G超帧形成包含总持续时间为3小时16分36秒的2.359.296帧的一个iperframe。所示的层次不是固定的，例如可能对于信令的机会来考虑图2的两个连续的基本帧为具有两倍持续时间的新帧的子帧，属于具有720ms总持续时间的72个新帧的多帧。最后的机会在本发明中被有利地考虑。
在图3a中，描述了对称的3G基本帧。在基本帧的开始是特定的DwPTS时隙，接着是4个下行链路时隙，由TSd#0，1，2，3顺序表示，然后是保护周期GP，特定的UpPTS时隙，最后是3个上行链路时隙TSu#0，1，2，3。保护周期GP，表示转换点DL/UL，被用于避免上行链路和下行链路发送间的干扰，也用于当第一个在UpPTS信道发送第一信号时，吸收移动台MS/UE和基站间的传播延迟；在这个阶段，事实上传播延迟还不知道。基本帧可以设计成非对称结构，以最好地支持因特网业务。在图3a中，DwPTS和UpPTS时隙包含不服从扩展码的同步突发，其功能将在后面描述。剩余的时隙包含具有相同结构的突发，服从于扩展码，并用于业务或信令。在图3a中，不同的有用的时隙的持续时间通过被称作码片的测量单元被描述，其持续时间是0.78125μs，等于码片率的倒数＝1.28Mcps对应于用在有用时隙中的一组N个序列码的公共频率，以根据CDMA技术执行扩频。
图3b显示了上行链路导频时隙UpPTS，包括128个码片SYNC1序列，随后是32个码片的保护周期GP。图3c显示了下行链路导频时隙DwPTS，包括32个码片的保护周期GP，随后是64个码片的SYNC序列。以及图3d显示了剩余的时隙的公共结构，包括两个对于数据具有相同长度352个码片的域，分别位于144个码片的中置之前和之后，在结束处的16个码片的保护周期，总共864个码片。图3d给出的两个域中的每个被预设数量的序列码调制，以在扩频频带产生相同数目的无线信道，它单独占用整个频带，并表示相同数目的处理业务和信令的资源单元RU(资源单元)；其旁边的中置包括BTSC站和移动台MS/UE使用的训练序列，以评估产生的无线信道数的脉冲响应，为了随后提及的目的。
参考图3d的数据突发，应用下述关系式Tsk=Qk×Tc]]>，其中Qk是扩频系数SF(Spreading Factor)，在1，2，4，8和16中任意选择，对应于所述N个代码序列；Ts是发送的符号的持续时间，以及Tc是码片的固定持续时间。从关系式可以看到增加扩频系数同时发送的符号的持续时间也增加，换言之，与主突发相关的物理信道增加，但其上允许的发送速度减少。在附录APP1中，给出了概括所述概念的两个表。表1-A1显示了对于不同的扩频系数SF，从图3d的突发的每个数据域获得的符号数。表2-A1显示了对于不同的RUSF1....16近似数据发送速度。从提供的信息我们注意到使用在图3a的帧中等于16的普通的扩频系数，7个有用时隙中的每个将携带54个符号，UpPTS的10个符号，DwPTS的6个符号，GP周期的6个相等的符号，加起来总计400个符号。
在描述物理信道的使用之前，值得去完成从无线的观点表征的信息，始于射频谱。3G系统可用的频带可以被分配在2GHz周围，根据可用谱具有可变宽度。更具体地，可用区域精确的包括在具有宽度范围从15到60MHz的非邻接频带中的1785和2220MHz之间，因此可能使3G业务与其他系统提供的业务共存。附录APP1的表3-A1显示了图3d中的突发的主要调制参数。调制数据(符号)的扩频序列是被称作Walsh(n)(沃尔什)函数的序列。对于分配的扩频系数SF，可能选择不同的沃尔什函数SF，所有的都相互正交，并在相同的时隙中具有对移动台MS/UE随意的分配可能性。在图3d的突发中，16个最大可能的、共用时隙的用户还可以在中置层识别，它不服从于扩展码。为了这个目的，证明获得(用已知方法)16个不同版本的相同中置的最大值是有用的，循环相为移动基本周期序列码最小移动宽度的倍数。剩下的最后一个重要的操作是扰频，即相乘通过扰频典型小区序列(混合)从扰频过程获得每个序列的元素。扰频将伪随机噪声特性加到它所施加的序列上。扩频→扰频操作可以比作应用小区的扩频码特性。掌握将分配给RU的扩频码和扰码的特殊的结合使得能够发送信号给无线接口Uu并重构原始信号发送接收的信号，以解扰和解扩反向操作。这种方法施加到中置。
图3e显示了图3d的数据突发可能的结构，其中两个L1层1域，位于中置两侧。这两个L1域的每个还与附加域相邻，共同指定给信令SACCH信道，将在后面给予说明。附录APP1的表4-A1显示了突发中的含义和位置，以及图3e中的L1域的尺寸。第三栏表示扩频系数16。该表包括三个2-比特域称为PC，SS和SFL。域PC和SS包括发给发送器的命令，以执行功率控制(PC)和同步位移(SS)功能。域SFL是窃用标志(stealing flag)其用法与GSM中的一样。SFL符号的第一比特控制图3e突发的偶比特，而第二比特控制奇比特。如果控制比特的值设置为“1”，突发相应的偶或奇比特将传输更高层的信令(FACCH)，分组突发的相应的偶或奇比特传输数据，例如为话音。SFL值在整个交织周期是固定的伴随N个帧，这依据业务而定。域PC，SS和SFL的全部6个比特等于96个码片(6个符号)。数据域剩余的304个码片用尽突发的容量，因此SACCH信道的4个符号必须包括在数据中。附录APP1的表5-A1和6-A1显示了PC和SS域比特对于相关命令的映射，紧记，最小步Pstep是±1dB并且1/kTc是码片时间Tc的1/8。
在附录APP2中的两个表显示了3G系统比特小区中下列实体的共用标准突发DwPTS的SYNC序列，扰码，中置，和UpPTS突发的SYNC1序列(也称作字符)。表1-A2有32条水平线分配给多个SYNC码，表示为DwPTS1，...，DwPTS32。在3G系统相邻小区间的频率区间的规格与在GSM中所确定的不同，因为依据等频率正交码序列(isofrequential orthogonal codesequence)来执行辨别。在本情况中32个不同的扰码群被预见，一对一的与32个DwPTSn导频结合。单个的中置码群包括4个不同的基本中置码，每个基本中置码与每个独特的扰码有联系。全部128个基本中置码被指定，符合扰码的相同的数字级。当专用信道被指定时，群的4个中置中的一个被网络选择，对于选择的中置，对应的扰码是一对一的。当需求上升时，选择的中置的最大16个版本(从16个编码的时间移动)应该被供给，如上所述。在小区中，基本中置码和扰码对于所有的载波和时隙是相同的。
通过引入在不同DwPTSn导频中的字符序列SYNCQ的共用标准，表2-A2完成在前的表1-A2。32个不同的码群被预见。32个码群中的每个顺序包括以下元素●一个DwPTS SYNC序列；●8个不同的SYNC1序列的一个UpPTS SYNC1群。全部256个序列SYNC1如表中所示被分配。移动台MS/UE从与导频信号DwPTS有关的群的8个序列SYNC1中随机选择一个，以通过由特殊的导频信号识别的小区接入网络；●4个不同扰码的一个扰码群；●4个不同中置的一个基本中置码码群。
在码群中，上述表示的所有元素相互关联以构成特殊的链路。在表2-A2中的32个码群成分被存储在MS/UE，并且码群和小区之间的相关结合构成发自BCCH的非永久数据。由于存储的关于码群的信息，移动台从与选择的小区有关的DwPTS SYNC序列的检测知道完全的结合。例如，如果基站使用第一SYNC序列，并且移动台在小区选择过程期间检测它，那么相同的移动台也将使用SYNC1序列的第一群，第一基本中置码码群，和第一扰码群。避免了移动台系统的听取BCCH信道，用于在执行接入过程之前，对于在选择的小区使用的SYNC1、中置和扰码而检测多种群标识符。小区选择过程因此被加速。在两个表中的不同元素的各种码长度是SYNC(64比特)，SYNC1(128比特)，MIDAMBLE(128比特)，SCRAMBLING(±16比特数目)。
32个码群的数目和相对成分对于非限制的例子的TD-SCDMA-TDD实施例确保了好的、未来的试验性能。事实上，选择32个SYNC序列是在下面两者之间的折中，即在移动台中用于检测正确的SYNC序列的工作随着SYNC序列的数目而上升，和需要确保足够的分离的空间，避免在相邻簇中的同频小区中的干扰。
图4显示了属于TD-SCDMA-TDD网络的六边形小区簇。在簇中需要19个不同SYNC序列，以形成考虑的小区周围的两个小区环，数字1在这种情况中，没有在那个簇中重复SYNC序列。对于非六边形网络，应该被证明大于22并小于32的数目存在，因此选择32个SYNC下行链路序列确保了在多种形状的簇中存在二级环，保护内部的小区不受引入的同频干扰，并避免对于邻近簇的辐射干扰。除通过使用指示的码群外，邻近的小区将具有SINCY1上行链路序列的不同群，对于不同基站的SINCY1序列的干扰随后被避免。对于每个码群的8个SYNC1序列构成在一方面将从网络被检测的不同序列的最大数目和另一方面随机接入和切换的容量之间的好的折中。
此外，由于前面提及的链路，一旦SYNC序列被知道，为了找到正确的中置，仅4个基本中置码需要被检测，因而能够同步该小区的时隙并检测多个用户。从小区中的4个中置中选择一个，并且一对一在中置和扰码之间的通信，提出有利的机会以在一组4个中置码内执行中置码跳跃，同样的执行在4个扰码内的跳跃。
图3a基本帧的不同的时隙是，以较少的或较高的数量，通过在单独的BTSC中的固有的智能天线进行波束成形。受到波束成形的时隙被结合成一组基带合成物波束成形常量，被用于空间或时空滤波，由BTSC在发送和接收时隙上形成。
迄今引入的实体，即分配给系统的频带，载波的频率以及它们在不同小区内的分配，基本帧的结构和帧层次的结构，导频时隙DwPTS、UpPTS的结构和有用时隙的结构，扰码，中置和相关时移，数目和扩频码，波束成形常量，以及其他将被简短描述关于物理和逻辑信道形成的信息等，形成由设计者想到的3G系统基于的结构。这种信息通常表征协议级别1，并作为整体或一部分进入，半永久数据分配给不同的离开整个领域的BSCC和BTSC站。执行漫游的移动台，或是在空闲状态，总是受到将其结合到“定位区域”，更具体地到一个小区的接入过程，它必须知道半永久数据(频率、DwPTS、基本中置码群、扰码群、UpPTS群)。适当的系统消息完成该目的，然后将与随后的“ASSIGNMENT”消息结合，以分配在临时模式更合适地配置分配的信道成为包含无线接口Uu的连接的剩余的单元(中置移位码、扩频系数和扩频码，波束成形常量、发送功率和时间提前量)。
DwPTS、UpPTS和中置元素，考虑它们在3G系统中的重要性，下面将对其进行详述。导频DwPTS由一般的BTSC站发送而没有进行波束成形，或者有部分进行波束成形，并使移动台当从关转到开时执行小区选择过程。为此目的，移动台，在其非易失存储器SIM(用户身份模块)存储所有3G系统中使用的频率，并且对应的导频DwPTS，为了它能开始同步下行链路扫描，以确定接收的具有最高功率的DwPTS导频，将它接入相关小区，并接入读取广播扩散系统信息。因此移动台将知道小区中使用的基本中置码群和相关的扰码群。DwPTS的辨别需要使用数字滤波器，其系数被编程以连接到时时检验的SYNC序列。在同步期间，激活了能够从接收的信号去除频率偏置的频率跟踪算法。分配给下行链路导频DwPTS的其他功能，为了简洁的缘故仅对其进行简述，是相邻的基站的无线广播(On-air)同步，并且指示起始位置和基本公共控制物理信道(CCPCH)的交织周期的移动单元，从CCPCH获得广播扩散系统信息。这个最后的功能可以通过本领域技术人员已知的不同技术获得。
相反，UpPTS上行链路导频最初是由移动台MS/UE在接入过程开始(定主更新)，紧随小区选择阶段。接着它们在第一和附加随机接入到网络期间被发送分别按照如下过程执行小区重选，发端呼叫或者收端呼叫，异步切换。移动台随机选择上行链路将要发送的8个序列SYNC1中的一个，并开始发送它以开始那些参与的过程之一。群的8个金序列相互都正交，以便它们可以同时被同样数目的移动单元发送，并被基站BTSC无干扰的辨别。上述的都施加到所有256个SYNC1序列。UpPTS上行链路导频在TD-SCDMA-TDD移动无线电话系统的例子中非常重要，因为它们在移动台的身份被网络知道以前，以及在专用信道被分配和分配的中置提供该功能前，允许移动台MS/UE获得功率和时间上的同步。发端呼叫过程的正确动态(correct dynamics)将在参考图7的应用实例中被看见。
由于最大扩频系数SF，独特的基本中置码可以被生成等于在一小区中的16个不同的中置，用与可以在时隙中同时共存的不同版本的突发同样多的编码的时移值规定。中置进行同样的波束成形和出现在突发中的数据的同样的发送功率。指定中置的代码是训练序列的代码，用于评估有关的无线信道的脉冲响应。中置的功能是●估计无线信道。在接收的信号上由移动台和BTSC执行因为BTSC站在时隙接收相同中置的移相版本，它可以有利地使用本技术领域已知的联合估计方法，在单独的相关循环中，通过它在相关器的输出顺序获得与不同移动单元占用的无线信道相关的脉冲响应。
●功率控制的测量。执行上行链路和下行链路的信号/干扰功率比的测量，以分级发送的功率。基于内部控制环路使用机械装置，由于它由脉冲响应的第一样值操作，所以非常快，基于质量测量由较慢的外部环路完成。层1域在主突发中被预见，用于分配命令给发送器供快速内部环路用。
●保持上行链路同步。BTSC站计算相当于自己的时间基的中置的鉴别瞬间，它将瞬间与前一校正值比较，差值成为将要发送给移动台的新的计时提前(TIMING ADVANCE)量值，用于下一个突发的最初的发送瞬间的校正。在上行链路发送中的准确度是码片持续时间的1/8。层1域在主突发中被预见，用于分配命令给发送器以实现快速控制。
●校正频率偏置。这是仅由移动单元在下行链路方向执行的确认中置的过程。
参考附录APP3的表1-A3，现在检验直到此刻被描述的对应于层1元素的物理信道。该表显示了在物理信道中的逻辑信道的映射。以图形形式的类似的映射信息在图5中重现。在表1-A3中强调的物理信道是DPCH(专用物理信道)，P-CCPCH(主-公共控制物理信道)，S-CCPCH(辅-公共控制物理信道)，P-RACH(物理随机接入信道)，P-FACH(物理前向接入信道)，PDPCH(分组数据物理信道)。可以在上述物理信道中映射的逻辑信道以如下名字表示在表中TCH(业务信道)，SACCH(慢速相关控制信道)，FACCH(快速相关控制信道)，BCCH(广播控制信道)，PCH(寻呼信道)，AGCH(接入允许信道)，optCH(可选信道)，COCH(公共全向信道)，RACH(随机接入信道)，FACH(单突发前向接入信道)，PDTCH(分组数据业务信道)，PACCH(分组相关控制信道)。
例如主信道P-CCPCH位于紧邻导频DwPTS的下行链路时隙TSd#0。信道P-CCPCH使用两个具有扩频系数为16的资源单元。该信道具有固定的辐射模式，它可以是全方向的或进行有限的波束成形以给小区一固定的形状。中置的最小的移位值总是与信道有关。主信道P-CCPCH传输更高级的23个信息比特并提供其他供给控制信道的信息。
辅公共信道S-CCPCH可以自由的位于所有下行链路时隙中。S-CCPCH信道使用两个具有扩频系数为16的资源单元，并能够进行全向或自适应可变波束成形。
P-RACH随机接入信道可以位于一个或多个上行链路时隙中，其数目依赖于预见的业务，并用于传输移动单元的消息和业务信道的分配请求。扩频系数总是为16并可以进行全向或自适应可变波束成形。它部分地包含层1信息。
P-FACH前向接入信道可以自由的在所有下行链路时隙中形成。扩频系数总是为16并且可以进行全向或自适应可变波束成形。它部分地包含层1信息。信道P-FACH携带网络的应答给正确地显示的每个序列SYNC1。应答消息在单个突发上被提供，以限制一个单独的5ms基本帧的延迟。通过P-FACH信道上的应答，网络给发送序列SYNC1的移动台一确认序列标识符，和指示将在下一个消息的发送中使用的正确的时间提前量和功率电平的指示符，这很可能是对于P-RACH信道的业务消息的请求。
专用物理信道DPCH在图3e中相应于位于中置两端的，以及位于保留给SACCH信道的域旁边的两个域L1。它们以双向信道进行波束成形。图3e的突发结构在接入网络期间是不够用的，其特征是密集使用发布给不同移动单元的PC和SS命令，这个任务由物理信道P-FACH使用整个突发而执行。PDPCH分组数据信道具有与DPCH专用信道相同的结构，层1域的含义明显改变了。
仍然参考附录APP3，现在描述映射逻辑信道。逻辑信道也称作传输信道因为被用来将由上层协议提供的块发送给无线接口的物理层。从功能的观点看，表1-A3的逻辑信道如图5所示分组。参考图5，可以注意到下面三个主要组业务信道，控制信道和分组数据信道。控制信道组包括以下信道类型广播信道，公共控制信道和专用控制信道。细分可以从表中读到，其中TCH/F是全速率TCH，TCH/H是半速率TCH，并且可选信道用NCH(通告信道)和CBCH(小区广播信道)表示。可以注意到，所有涉及广播信道的信道还被分类为全向的(COCH)。下面的描述包括功能的方面以及映射方法，并从专用信道开始
●TCH(业务信道)。这是携带编码的话音或在电路交换模式由用户产生的数据的双向信道。有两种可用的类型全速率TCH/F和半速率TCH/H。全部的有效负荷被映射到没有用于层1信令的物理信道DPCH部分和SACCH信道。可能映射一RUSF8或者一个或两个RUSF16。对于高数据速率，TCH信道可以被结合。它们进行波束成形。
●FACCH(快速相关控制信道)。它以比特窃取模式与业务信道TCH结合，如已经说过的。它被映射，以一个或两个交织帧的形式分配23字节。利用网络和移动台MS/UE传送一些紧急和重要的信息，如切换信息。这个信道还称作主DCCH(专用控制信道)，因为它是构成双向无线链路的主信令链路的骨架，独特的用于RR连接(无线电资源)但也可以临时地双倍用于切换，构成至少一个上行链路RU和一个下行链路RU传送FACCH信道；SACCH是主信令链路的一部分并且TCH信道也能够形成一部分。
●SACCH(慢速相关控制信道)。它与业务信道TCH结合，并被网络和移动单元使用，以传送一些非紧急和非关键的信息，例如测量数据。它被映射以24个连续的5ms帧的形式分配23个字节，并且在每个TCH突发中有4个对于SACCH信道的符号，因此信道SACCH必须在每个TCH信道内映射，与GSM不同。
●BCCH(广播控制信道)。它在小区内以广播模式向下行链路扩散系统信息。信道BCCH被映射在物理信道P-CCPCH的两个RUSF16中。信道BCCH和PCH信道或其他公共控制信道共享物理信道的分段的帧。导频DwPTS的信令调制表示包含BCH信道(广播信道)的信道P-CCPCH的交织周期的开始。物理信道P-CCPCH的布局在系统信息中被告知。在附录APP3中的表2-A3给出了以48个控制帧的多帧多路复用公共控制信道BCCH和PCH的例子。为了此目的，多帧被细分成分段块，4个基本帧长。独特的系统信息消息在BCCH信道上被发送，BCCH信道是在与由BCCH本身携带的系统帧号SFN相比的预置位置可配置的。
●PCH(寻呼信道)。它发送下行链路寻呼消息给移动单元。它可以具有全向或进行波束成形的辐射模式。其在P-CCPCH或S-CCPCH中的映射表示在由BCCH携带的系统信息中。
●AGCH(接入允许信道)。用于只要消息被正确地显示和接收，通过网络使用下行链路向移动体发送对于移动体在P-RACH信道上发送的前一信道请求消息的回答。注意来自携带给SYNC1的回答的P-FACH的差别。
●CBCH(小区广播信道)。是用于SMSCB业务(短消息服务小区广播)的信道。
●NCH(通告信道)。它是用来通告移动单元会议电话类型呼叫的信道。
●RACH(随机接入信道)。它由移动单元使用，以发送业务信道请求消息。
其在P-CCPCH上的映射被表示在由BCCH携带的系统信息中。
●FACH(前向接入信道)。它由网络使用，以将功率控制(PC)和同步位移(SS)命令发送给移动单元，作为对于SYNC1的发送的立即反应。
●PDTCH(分组数据业务信道)。它们携带分组交换数据。
●PACCH(分组相关控制信道)。它们携带与分组交换数据相关的信令。
例如按照图5所示构成的广播接口Uu的控制逻辑信道(图1)在两个传播方向发送信息，作为移动台和网络间互换的消息。这个信息忽略Uu接口的帧，并或多或少考虑了在图1中可见的网络的剩余的部分。为了复杂的移动系统3G正常运行，必须通过合适的协议，在形状和流量上调节消息。
图6显示了具有多分级层的协议框图，3G系统使用该协议管理出现在不同接口的电话信令。对于很大的一部分，该协议是从为GSM 900MHz(全球移动通信系统)蜂窝系统确定的协议获得的，调整它以满足广播接口Uu的新的要求以及来自数据分组发送的新的要求。一些块(PHL，MAC，RRM)以虚线标记，以表示3G系统使用指定协议的合适的版本。层结构在控制平面(C-平面)上在一组重叠块中细分信令协议，并描述同样的作为独立级的连续性。每一层利用由较低层提供的通信业务并将其自己的业务提供给更高层。上述协议的层1严格地与物理载波类型联系在一起，用于连接不同接口两侧；它描述了在无线连接上将比特流传送给接口Uu和在地面连接上将比特流传送给A-bis类似物和A接口的必要的功能。地面连接的层1在规则CCITT G.703和G.711中进行了介绍。层2开发了控制消息的正确的连续流的功能(传输功能)，为了在连接点之间无错误的实现虚拟载波。层3(称为网络层)，和更高层，开发消息处理功能，用于控制主应用处理。附录APP4包括在图6中使用的术语的图表符号注解，以及两个表格，描述图6中块的功能，分别涉及层2(表1-A4)和层3(表2-A4)。
已经介绍了促进非限制性例子的3G系统工作的主要单元，参考图7和8检验发端呼叫和终端呼叫的过程，详述了在此过程或在类似的两步过程，如异步切换和上行链路空闲中，实施本发明的技术特征。图7和8的图表非常全面，也对于前述引文的TD-SCDM系统适用。这些图表的综合观点显示了从移动台发送的第一SYNC1字符在P-FACH信道上接收来自网络的相关应答；在RACH信道上的从移动台发送的连续的信道请求消息接收CCPCH信道上来自网络的相关应答；最后仍然是从移动台发送的分配的SYNC1字符接收同样配置的CCPCH信道上来自网络的相关应答。
在说明书中的这一点，对提醒以下将要解决的相关技术问题是很有用的a)分配给小区的SYNC1信令是正交序列，以便不同的SYNC1突发可以同时发送，并且仍然可以在接收器中被辨别。因此，尤其是在高负载环境中，网络希望从正交特性受益，以通过增加配置的P-FACH来增加同时确认的用户的数量；但是此处存在一问题，即从哪个P-FACH通知特定的移动台携带物理信息的相关回答，以获得在功率和时间上的同步。
b)通常多于一个的P-RACH被配置在小区中，因此移动台将面临要知道在哪个P-RACH物理信道上它必须发送其信道请求消息的问题。
c)由于每个小区可以配置多于一个的P/S-CCPCH物理信道，接入移动台MS/UE将面临要知道从哪个物理信道P/S-CCPCH它必须等待AGCH消息允许前一信道请求消息的问题。
d)最后，在进入专用模式前，移动台再次发送用于第二步的时间和功率同步的分配的SYNC1字符。
在本发明将被简短描述前，按以下方法提供对于点b)的部分解决方案1)在发送SYNC1字符后，移动台开始听取对于配置的P-FACH信道的BCCH，它确认其SYNC1字符并携带相关物理信息；2)当配置的P-FACH信道被知道时，那么移动台必须发送信道请求的P-RACH信道也被知道，或者对于直接信令或对于以前的结合。唯一的目的是避免在公共信道P-RACH上的碰撞事件；3)当信道请求被发送时，移动台开始听取对于配置的P/S-CCPCH信道的BCCH，它携带相关的AGCH消息；4)最后，在进入专用模式前，移动台再次发送用于第二步的时间和功率同步的分配的SYNC1字符。
已经在引论中提及的上述解决方案的缺点被本发明克服，其中网络最初根据其需要，即根据它期望服务的业务，来估计每个P/S-CCPCH信道P-FACH、P-RACH和AGCH块的数量，那么估计的信道的配置通过定义下面的相关●在分配给那个小区的SYNC1序列中的哪一个与哪个P-FACH相关这种相关意味着任何正确检测的SYNC1序列将由网络从一意义明确的P-FACH被确认。要求是一个SYNC1序列仅与一个P-FACH相关，以避免在移动台中的任何模糊，即关于从哪儿寻找期望的网络回答。反之亦然，因为配置的P-FACH可以分别确认SYNC1序列，所有每个P-FACH可以配置更多的SYNC1序列，例如在连续的TDMA子帧。
●在配置的P-RACH中的哪一个与哪个P-FACH信道相关这意味着从特定P-FACH给前一发送的SYNC1序列接收网络确认的移动台将仅在相关的P-RACH上发送其信道请求消息。要求一个P-RACH仅与一个P-FACH相关，以便减少在P-RACH上的碰撞，它可能发生在更多P-FACH对应相同的P-RACH的情况下。反之亦然，可以在每个P-FACH上配置更多的P-RACH，然而这种配置更为困难并且将更不精确的告知移动台为了接入相关P-RACH而设置的合适的功率电平，因为网络不知道哪一个将被移动台选择。注意，根据建议的方法，可以限制在P-RACH上的碰撞，因为每次一个P-FACH可以产生仅给一个SYNC1突发的确认；这意味着每次仅一个移动台将接入相关的P-RACH，除非来自空中接口的可能错误的消息检测。
●在配置的P-RACH中的哪个与携带AGCH块的哪个P/S-CCPCH相关。这意味着已经在特定P-RACH上发送信道请求消息的移动台将等待仅来自相关的基本或辅助CCPCH的对其请求的相关的网络回答。此处要求一个P/S-CCPCH仅与一个P-RACH相关，以便避免在移动台的任何模糊，即关于从哪儿寻找来自网络的期望的回答。
如在引论中所述，SYNC1突发和受到影响的公共物理信道之间的上述关系可以如下表示SYNC1→P-FACH→P-RACH→P/S-CCPCH其中箭头表示一个到一个的结合。
网络将通过BCCH信道在广播接口Uu广播实施的配置，以便通知为了接入系统业务的移动台。附录APP3的表3-A3显示了涉及适合执行上述完全相关的链路的5ms子帧的传输信道映射。参考表3-A3，BCH被映射到在跟随DwPTS导频的第一下行链路时隙TSd#0中的至少一个资源单元(RU)。为了提供所有小区的覆盖，具有BCH的时隙TSd#0必须具有更高发送功率电平，比一个RU中的平均功率电平高9-11dB，该RU与进行波束成形的常规时隙相比具有全向或扇形模式(没有波束成形)。如果必要，根据附录APP3的表2-A3中所示的多帧结构，分配给BCH的RU将与其他公共控制信道PCH和其他可选FACH信道共享。PCH是专用广播信道，用于从基站侧寻呼MS/UE；它也映射到相同的下行链路时隙TSd#0作为BCH。因此，PCH信道总是具有与BCH相同的功率电平和天线模式来发送。4个RU有意地位于下行链路时隙TSd#1，指定和FACH信道同样多。4个RU位于紧随UpPTS导频的第一上行链路时隙TSu#0，指定和RACH信道同样多。
参考图7和8，它们详细检验来自移动台MS/UE(移动)的发端呼叫过程和给移动体的终端呼叫过程。在图7和8的消息序列图表中，不同于移动台MS/LUE(移动体)的所有实体(BTSC，BSCC，MSC)都用通用术语“网络”表示，保持指定包括的物理或协议实体的可能性。两个图的过程彼此相似，都源于移动体的空闲状态，其中它监控由网络在PCH信道上发送的寻呼消息。进入第一个而非第二个依赖以下事实，即移动体自己主动确定去请求信道而不是被网络命令去做。进入一个或其他工作阶段之后紧随的阶段属于立即指定过程，其目的是建立移动体和网络间的RR(无线资源)连接从这一点，关于两个图的描述，假设在开始立即指定过程前，移动体从P/S-CCPCH(BCCH)信道中的系统信息获得以下信息-SYNC1字符和P-FACH信道之间的映射；信道P-FACH和P-RACH信道之间的映射；P-RACH信道和如本发明所述的在P/S-CCPCH中配置的AGCH信道间的映射；-上行链路导频UpPTS上的上行链路干扰电平；-P-CCPCH信道发送功率电平；-系统帧号SFN；-随机接入的下列控制参数1.步骤PSTEP，以在SYNC1的每次重发增加功率电平；2.最大值“M”，用于重发SYNC1突发；3.在两个SYNC1突发的重发之间的帧数“Tx-integer”；
4.控制接入参数值“CELL_BAR_ACCESS”；5.允许的接入类“AC”和“EC”。
所述的立即指定过程仅可以通过移动体的RR(无线资源)实体开始。初始化由子层MM(移动性管理)或由LLC层(低层兼容性)触发，以进入专用模式，或由RR实体触发应答寻呼请求消息。在这样的请求如果允许接入网络，移动体RR实体开始将被定义立即指定过程，否则它拒绝请求。来自子层MM的、要求建立RR连接的请求确定“建立语句”。同样，来自RR实体要求应答寻呼请求1，2或3消息而建立RR连接的请求确定一个建立语句“应答寻呼”。
插入有SIM卡的所有移动台MS/UE都是10个从0至9的接入类之一的成员。接入类存储在SIM中。此外，移动单元站可以是同样存储在SIM卡的5个特殊接入类(11至15)之一的成员。对于特殊的，并且如果在该小区对于所有移动单元或仅对于授权的特殊接入类的成员，紧急呼叫被允许，BCCH信道上的系统信息消息广播授权的接入类表。如果对于子层MM的请求的“建立语句”不是“紧急呼叫”，只有当移动体是至少一个授权的接入类的成员或是授权的特殊接入类的成员时，接入网络被允许。相反，在“建立语句”是“紧急呼叫”的情况下，如果也只有对于该小区的所有移动单元紧急呼叫被允许，或者如果移动体是至少一个授权的特殊接入类的成员，接入网络被允许。
与参数“M”和“Tx-integer”有关的前面的3至6点，和接入类上所说的，代表在GSM中实施的用于限制RACH信道上的碰撞的机制。它们基本上包括及时扩展移动体所作的随机接入尝试的重复，限制其数量，以使信道不会超载。当这个机制证明是不足够时，例如在高峰业务时刻，开始实施以下接入类机制，即选择性地和临时性地抑制用户组接入网络。一旦满足接入请求，移动体的RRM(无线电资源管理)协议开始立即指定过程，以合适方式安排在物理信道UpPTS上的SYNC1突发的发送，从而离开空闲模式(具体地忽略寻呼消息)。然后移动体将在UpPTS信道发送M+1突发SYNC1，以便在立即指定过程的开始和第一突发SYNC1的发送之间的帧数(排除包含突发本身的帧)是一随机显示在集{0，1，...，Tx-integer(N-1)}中具有偶分布概率的立即指定过程的每个新的开始的数字。
在发送第一突发SYNC1之后，移动体开始监控相应的P-FACH信道，如本发明所述被链接，以显示物理信息消息。该消息应该包括MS使用的字符的参考号数；控制帧号CFN；来自携带确认突发SYNC1的确认消息的帧的相关数目；在相应的P-RACH信道上的干扰电平，如本发明所述被链接；与确认的突发SYNC1相关的时间提前量和功率电平。从SYNC1发送的4个帧内等待物理信息消息。在没有显示有效应答情况下，上述过程必须重复M次或直到显示网络等待的消息。
当发送具有来自网络的无效应答M+1个SYNC1突发时，立即指定过程被中断；如果所述过程由MM子层的请求激发，则通知随机接入失败。一旦等待的消息出现，移动体起动计时器T3126，并在相应的P-RACH信道上发送信道请求消息，如本发明所述的链接，具有同步和功率电平参数的正确值。信道请求消息应该包含至少以下参数-子层MM发出的对应于“建立语句”的一“建立语句”，或对应于由RR实体发出的语句“寻呼应答”数据，答复寻呼请求消息包括在信道上需要的信息；-随机参考(random reference)，从偶发布概率随机选择，用于任意新的发送；-时间提前量和功率电平，由移动体使用，以接入网络；-参考电平，在时隙上，在广播中由网络发出。
在发送信道请求消息之后，移动体开始监控相应的P/S-CCPCH，如本发明所述的链接，以检测立即指定消息，在AGCH配置的信道等待它。当计时器T3126计数终止时，中断立即指定过程，子层MM通报随机接入失败，在此情况下，MM对接入过程的动作负责。
网络可以在AGCH配置的信道上，以非确认模式，分配一“专用”信道给移动体，发送给它一立即指定消息。计时器T3101则在网络端开始。立即指定消息应该包含分配的无线RU资源，引导码(channelling code)，频率和时隙的说明；信道请求消息的信息域和在其中上述消息已经被接收的帧的帧号；MS应该为在专用信道上的下一发送使用的开始时间提前量和功率电平；以及对于第二步接入的字符参考号数SYNC1；可选的，指示由帧号表明的开始时间。
一旦接收对应于其信道请求消息的立即指定消息，移动体停止计时器T3126，并且在与时间表相对的下一个帧在物理信道UpPTS上发送由网络分配的SYNC1突发。
网络在发送物理信息消息后回答在该帧的突发SYNC1，发送允许附加完成移动体端的同步和功率电平的物理信息消息。同时移动体将转换到在接收模式分配的信道，对于单独的信令设置信道模式；当突发SYNC1后的帧已经被得到时，即使在网络接收到无效的物理信息消息的情况下，发送模式也将允许。移动体然后使用包含信息域的SABM(设置异步平衡模式)，在专用信道DPCH上建立主信令链路。在移动体接收仅包含在起始时间后将被使用的信道的说明的立即指定消息的情况下，它将等待，直到接入信道前的开始时间。如果开始时间已经过去，移动体将接入网络作为对于消息接收的立即反应。在这种情况下，建议移动体恰在转换分配的信道前及时发送突发SYNC1，以便尽可能地更新其同步和功率电平。
如果没有分配的信道，网络在相应的P/S-CCPCH信道上，在不确定模式，向移动体发送立即指定拒绝消息。这个消息包含请求的参考和等待状态。移动体一旦接收对应于其信道请求消息的立即指定拒绝消息，它将起动具有IE(涉及“等待指示”已经被接收的小区的信息单元)的指示值的计时器T3122(图中未给出)，并将在相应的P/S-CCPCH信道上监控，直到计时器T3126的计数终止。在这个时间期间，附加的立即指定拒绝消息被忽略，但是对应于其信道请求消息的任何立即指定使移动体执行下面所述的过程。如果没有接收到立即指定消息，移动体在空闲模式回到CCCH，以监控其寻呼信道。作为一任选项，移动体一接收到来自网络对于其信道请求消息的回答，就可以在空闲模式回到CCCH。没有紧急情况，移动体不允许在同一小区进行新的尝试以建立RR连接，直到计时器T3122计数终止。在计时器T3122计数终止前，假如对于紧急RR连接尝试没有接收到立即指定拒绝，移动体可以在专用模式，对于紧急呼叫试着进入相同的小区。在计时器T3122计数终止前，移动体在“分组空闲模式”(限于支持GPRS的移动单元)可以在同一小区开始分组接入。在T3122期满后，没有信道请求消息将被发送作为寻呼的应答，直到接收到对于移动体的寻呼请求消息。
当主信令链路建立时，立即指定过程在网络端结束。移动体发送上行链路接入消息(UA)，网络停止计时器T3101，网络端的子层MM被通知RR实体进入专用模式。
为了完成说明，图7和8的过程被详细描述，现在总结本发明的主题的主要步骤，以使其更直接是有用的。图7和8的发端和终端呼叫都基于本发明涉及的随机接入过程，这对于异步切换和上行链路自由过程也适用。
根据本发明的随机接入过程包括两个部分仅涉及网络(BSSC)的初始部分，和移动台MS/UE与网络交换互易协议消息以允许移动台获得网络业务的实际部分。在进入初始部分前，根据服务小区期望服务的业务，估计相关公共信道的数目和配置，相关信息被包括在存储于服务小区的基站BTSC中的半永久数据中，并在公共BCCH信道广播。具体地相关信道如下-P-FACH物理前向接入信道，由网络使用，用于携带下行链路所谓的物理信息，用于移动台时间和功率同步；-P-RACH随机接入信道，由移动台使用，用于向网络发送来自移动台的信道请求消息；-P/S-CCPCH主/辅物理信道，由网络使用，用于携带下行链路接入允许逻辑信道AGCH，包含专用业务信道的配置参数和对于任意正确检测和接收的信道请求消息的网络回答。以及随机接入过程的基本部分负责定义、存储到服务小区的半永久数据和在可能相关的链路的公共BCCH信道上的广播SYNC1→P-FACH→P-RACH→P/S-CCPCH用已经提到的标准定义。
在空闲状态的移动体总是听取由网络传播的BCCH信道，对于寻呼PCH信道也一样，听取所有包括的信道和它们相关的链路的数量和配置参数。通过自己自动或由网络激励进入随机接入过程的实际部分的移动台MS/UE执行下列顺序步骤1)在由小区支持的字符突发中随机选择一SYNC1字符突发，并在上行链路导频时隙UpPTS将其发送给基站BTSC；2)转而听取相关P-FACH物理信道，用于检测适合于调整连续上行链路发送的时间同步和功率水平的相关物理信息，因为SYNC1突发的最初的选择也对应于特殊的P-FACH物理信道的选择。
3)在上行链路发送的相关的P-RACH物理信道上发送其信道请求消息之前，接收相关物理信息，使用它来调整时间同步和功率电平，因为SYNC1突发的最初的选择也对应于特殊的P-FACH和P-RACH物理信道的选择；4)切断相关的P/S-CCPCH物理信道，用于获得指示从网络给予请求信道的专用业务信道的AGCH逻辑信道，因为SYNC1的最初的选择也对应于特殊的P-FACH和P-RACH和P/S-CCPCH物理信道的选择。
应该考虑随机接入过程剩余的步骤，即第二步，其中在移动台进入专用信道前，分配的字符突发SYNC1被发送，以改进(refine)计时和功率同步。
通过寻呼消息或者从移动台引起的，按顺序进入随机接入过程的实际部分的网络执行下列顺序步骤a)在由小区支持的字符突发中，检测接收的所有正交SYNC1字符突发，并且对于每个检测的SYNC1字符测量相对时间延迟和功率电平，用于组成同样多的每个包含相关域的后向确认消息以检测的SYNC1字符和物理信息，以校正计时和相应的发送器的功率电平；b)将确认消息插入到P-FACH物理信道，或与相关的SYNC1字符突发结合的上行链路发送的信道；c)切断听取所有的配置的P-RACH物理信道，以便检测来自移动台的所有的信道请求，移动台已经从与听取的P-RACH物理信道相关的每个P-FACH物理信道接收了它们的确认；d)处理每个信道请求，只要接收到便产生同样多的指配消息，它包括携带网络提供的业务的各个专用信道的配置参数；e)将指配消息插入到同样多的与信道请求已经被检测的下行链路发送的P-RACH物理信道相关的P/S-CCPCH物理信道。
应该如所知考虑随机接入过程剩余的部分，即在移动台进入专用信道前，所有分配的字符突发SYNC1的第二步检测，以改进计时和功率同步。
同时由移动台和网络执行的、属于随机接入过程的全部顺序步骤被明显地交织，并且由截取的相关事件被相互同步，以便遵照如下顺序1)→2)→a)→b)→c)→3)→4)→d)→e)。
物理信道相关链路上的扩展本发明可以进行超过迄今所描述的非限制性的实施例的某些扩展。具体地，本发明的焦点集中于链接所有进入随机接入过程的相关信道的完全结合，它因此提出了在建立起来的、符合除了非限定性的例子的TD-SCDMA-TDD之外的不同技术的蜂窝系统中使用本发明方法的可能性。具体地，本发明可以应用于以下其他系统-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。
CDMA系统已经经历在计时和功率电平上的严格的均衡要求，在进入专用信道之前，其计时和功率电平必须被满足。为了此目的，利用合适的上行链路和下行链路都携带金(gold)码序列的导频信道。随机接入过程的机制可能与各种各样的系统稍有不同，但其主要步骤相同。这些步骤通常负责以下任务小区选择和下行链路同步，上行链路同步和信道请求，最后专用信道的允许。不可避免地涉及不同的信令信道，并且它们的配置参数必须在服务小区被知道，这在系统中无论如何都是正确的。因此，在本发明中公开的物理信道相关链路在任何情况下在上述的CDMA系统中是适用的。然而，TDMA-CDMA系统最好地使用信令信道，因为它们除了通常的扩频码还可以使用帧和多帧结构。此外，全双工TDD(时分双工)技术允许更好的使用现有的谱资源和本征的易于管理非对称业务，尤其是在网络应用中。非限定性例子的TD-SCDMA-TDD保留了TDMA-CDMA-TDD的优点，并且还进一步介绍了源自同步化的益处，例如简化和缩短了切换过程。
附录APP1表1-A1在主突发中每个数据域的符号数(图3d)

表2-A1在不同RU的近似数据发送速度

表3-A1主调制参数

附录APP1表4-A1主突发中的层1域

表5-A1对于功率控制PC的比特映射

表6-A1同步位移SS的比特映射

附录APP2-3G系统-中置和扰码共用标准 表1-A2
附录APP2表2-A2SYNC序列、SYNC1序列、扰码和中置码之间的关系

附录APP3表1-A3在物理信道内的逻辑信道映射

表2-A3在物理信道P-CCPCH中多路复用公共控制信道

附录APP3表3-A3传输信道映射
附录APP4图表符号(图6)PHL 物理层MAC 媒体接入控制LAPD D信道链路接入协议LAPDm 修改的D信道链路接入协议MTP 消息传递部分RRM 无线电资源管理SCCP 信令连接控制部分MM移动性管理CM连接管理DTAP 直接传递应用部分BSS MAP 基站系统_移动应用部分表1-A4(层2-3G )

附录APP4-表2-A4(层3-3G)

权利要求
1.一种基于CDMA技术的蜂窝电话系统中的随机接入过程，通过该CDMA技术相互正交的单个编码序列分别分配给基站(BTSC)和被服务移动台(MS、UE)用于扩频调制一上行链路载波和解扩频解调一下行链路载波，以便支持多种提供同步、信令和服务的业务物理控制信道，并因此允许可靠的双向通信，所述物理控制信道包括-同步信道，由字符突发(SYNC1)组成，有效进入该服务小区，由移动台随机选择和发送，用于得到上行链路同步和功率调整；-前向接入信道(P-FACH、FACH)，携带所谓的适合于调整发送器的技术和功率电平的物理信息给移动台；-随机接入公共信道(P-RACH、RACH)，由移动台同意以向网络发送它们的信道请求；-接入允许信道(P/S-CCPCH、AGCH)，包含专用业务信道(DPCH)的配置参数和网络对于任何正确地检测的和接收的信道请求消息的回答；-广播信道(P/S-CCPCH、BCCH)，用于在该服务小区内传播关于所述提供的物理控制信道的数目和配置参数的系统信息(BCCH)，该系统信息是根据期望去服务的业务由该服务小区通过该物理控制信道估计的，其特征在于它包括●初始步骤，适用于建立所述物理控制信道的配置参数间的联系，和●实际步骤，适用于和网络(BSSC、MSC)交换协议消息，在所述初始步骤期间完成的所述联系包括-一个字符突发(SYNC1)，仅与一个前向接入信道(P-FACH)相关，对于所有上行链路同步信道重复该联系，以便避免在移动台中的任何模糊，即关于去哪儿寻找来自网络的期望的确认；-一个随机接入公共信道(P-RACH)，仅与一个前向接入信道(P-FACH)相关，对于所有随机接入公共信道重复该联系，以便减少在后者(P-RACH)上的碰撞；-一个随机允许信道(P/S-CCPCH、AGCH)，仅与一个随机接入公共信道(P-RACH)相关，对于所有接入允许信道(P/S-CCPCH、AGCH)重复该联系，以便避免在移动台的任何模糊，即关于去哪儿寻找来自具有专用业务信道(DPCH)指示的网络的期望的回答；以及所述实际步骤包括●向该服务小区广播将被移动台(MS、UE)读取的每个与涉及的物理信道结合的完全相关链路；●与网络(BSSC、MSC)交换协议消息通过所述相关链路以便立即向移动台发送由网络提供的朝向业务的路由，由此简化接入过程。
2.如权利要求1所述随机接入过程，其特征在于CDMA系统进一步使用所谓的TDMA技术，提供它载波顺序分配给完成扩频调制的移动台(MS、UE)，并且相反的操作，进入插入到基本子帧的时隙的固定持续时间，该基本子帧不确定的重复到已经嵌入所述物理信道(P-FACH、P-RACH、P/S-CCPCH)的帧和多帧，所述字符突发(SYNC1)和所述配置参数包括频率、扩频码、时隙号、和从分配的起始点的多帧中的交织周期。
3.如权利要求2所述随机接入过程，其特征在于所述上行链路载波和所述下行链路载波重合，并且TDMA-CDMA系统还使用所谓的TDD技术，以完成时分双工允许双向通信。
4.如前述权利要求之一所述的随机接入过程，其特征在于-字符突发(SYNC1)和配置的前向接入信道(P-FACH)是一对一相关的；-配置的随机接入公共信道(P-RACH)和配置的前向接入信道(P-FACH)是一对一相关的；-配置的接入允许信道(P/S-CCPCH、AGCH)和配置的随机接入公共信道(P-RACH)是一对一相关的。
5.如权利要求1-3的任何权利要求所述的随机接入过程，其特征在于更多字符突发(SYNC1)是与所述一个配置的前向接入信道(P-FACH)相关的，并且所述一个配置的前向接入信道(P-FACH)在连续的TDMA子帧中分别确认相关的字符突发(SYNC1)。
6.如前述权利要求之一的所述随机接入过程，其特征在于进入随机接入过程的实际部分的移动台(MS、UE)，通过其主动或由网络(BSSC、MSC)激励，执行以下顺序步骤1)在由小区支持的字符突发中随机选择一字符突发(SYNC1)，并将其发送给基站(BTSC)；2)切断听取相关的前向接入信道(P-FACH)，用于检测适合于调整时间同步和对于连续的上行链路发送的功率电平的相关的物理信息；3)检测相关物理信息，并在发送其信道请求消息前，通过相关的随机接入公共信道(P-RACH)，使用它来调整时间同步和功率电平；4)切断听取相关的接入允许信道(P/S-CCPCH)，以获得从网络给予请求信道的所述专用业务信道的指示。
7.如权利要求1-5的任何权利要求所述的随机接入过程，其特征在于进入随机接入过程的实际部分的网络，通过寻呼消息或从移动台(MS、UE)引起，执行以下顺序步骤1)检测由小区支持的字符突发中所有接收的正交字符突发(SYNC1)，并且对于每个检测的字符突发(SYNC1)测量相对时间延迟和功率电平，用于给检测的字符突发(SYNC1)和物理信息弥补每个包括相关域的同样多的后向确认消息，以校正相关的发送器的计时和功率电平；2)将确认消息插入到前向接入信道(P-FACH)，相关的字符突发(SYNC1)与该前向接入信道相关，被下行链路发送；3)切断听取所有配置的随机接入公共信道(P-RACH)，以便检测来自移动台的所有信道请求；4)处理每个信道请求，以便生成同样多的指配消息，包括携带来自网络的业务的各个专用信道的配置参数；5)将指配消息插入到同样多的相关接入允许信道(P/S-CCPCH、AGCH)中，被下行链路发送；
8.如前述权利要求之一所述的随机接入过程，其特征在于属于随机接入过程的实际部分的、由移动台(MS、UE)和网络(BSSC、MSC)同时执行的全部顺序步骤被交织如在以下顺序步骤1)移动台随机选择由小区支持的字符突发中的一字符突发(SYNC1)，并将其发送给基站(BTSC)，然后转而切断相关的前向接入信道(P-FACH)，用于检测适合于调整计时同步和连续的上行链路发送的功率电平的相关物理信息；2)网络检测由小区支持的字符突发中的所有接收的正交字符突发(SYNC1)，并且对于每个检测的字符突发(SYNC1)检测相对时间延迟和功率电平，用于给检测的字符突发(SYNC1)和物理信息弥补包括相关域的同样多的确认消息，以校正相关发送器的计时和功率电平；3)网络将确认消息插入到前向接入信道(P-FACH)，相关的字符突发(SYNC1)与该前向接入信道相关，被下行链路发送，然后切断听取所有配置的随机接入公共信道(P-RACH)，以便检测来自移动台的所有信道请求；4)移动台检测相关物理信息，并在发送其信道请求消息前，通过相关的随机接入公共信道(P-RACH)，使用它以调整时间同步和功率电平，然后切断听取相关接入允许信道(P/S-CCPCH)，以获得从网络给予请求信道的所述专用业务信道的指示；5)网络处理每个信道请求，以便生成包括携带来自网络的业务的各个专用信道的配置参数的同样多的指配消息，并将指配消息插入到同样多的相关接入允许信道(P/S-CCPCH、AGCH)中，被下行链路发送；6)移动台检测给相关接入允许信道(P/S-CCPCH)的指配消息并完成进入专用信道的过程。
9.如前述权利要求之一所述的随机接入过程，其特征在于小区识别码组合适的数目在蜂窝电话系统中被提供，等于或大于属于非六边形簇的小区的最大数目，并且每个小区识别码组包括-所述字符(SYNC1)，仅有效进入该服务小区，用于上行链路同步和第一接入；-下行链路同步突发(DwPTS)明确地分配给小区，以允许移动台(MS、UE)识别该服务小区，并显示传播系统信息的所述广播信道(P/S-CCPCH、BCCH)的位置，并且如果情况需要，进一步在基站中同步基站(BTSC)；-一组独特的基本序列，也称作基本中置，明确地分配给小区将要嵌入到发送的数据突发，以便在随机接入过程结束时继续计时同步和功率控制，并进一步根据相关信道的脉冲响应，用于正确地检测发送的信号；当专用信道被分配时，是由网络选择的组的所有基本中置中的一个；-一组扰码明确地分配给小区，每个扰码与基本中置是一对一的，用于相乘来自扩频过程的每个序列的元素，以便赋予小区典型的伪随机噪声特性；关于在蜂窝系统中提供的所有小区识别码组的成分的消息在BCCH信道上广播，用于简化移动台的小区选择过程的执行。
10.如权利要求9所述随机接入过程，其特征在于基本中置码跳频被执行。
11.如权利要求9或10所述的随机接入过程，其特征在于与扩频码序列数目同样多的不同版本的同样的中置通过将所述基本中置码循环相移最小移位宽带的倍数而获得。
12.如权利要求11所述的随机接入过程，其特征在于所述小区识别码组的数目是32，其中字符(SYNC1)数是8，基本中置数是4，扰码数是4，扩频码最大数是16，如基本中置的版本。
13.如权利要求3-12任何权利要求所述的随机接入过程，其特征在于所述子帧包括以下按它们的时间序列顺序列出的突发-所述下行链路同步突发(DwPTS)；-下行链路数据突发(TSd#0，...，TSd#n)的合适的数目n受制于扩频码和基本中置；-保护周期(GP)合适地想要避免双向发送间的干扰；-所述随机选择的上行链路同步突发(TSu#0，...，TSu#m)受制于扩频码和基本中置。
14.如前述权利要求之一所述的随机接入过程，其特征在于一般的同步在属于蜂窝电话系统的所有基站中执行。
全文摘要
公开的发明涉及一种用于在第三代CDMA蜂窝电话系统的最优化随机接入过程的方法。具体实施例涉及TD－SCDMA－TDD同步的实现。公开的过程包括负责网络(BSSC、MSC)的初步部分仅用于建立涉及的物理信道的配置参数间的以下联系一个字符突发(SYNC1)仅与一个前向接入信道(P－FACH)相关，以便避免在移动台关于在哪儿去寻找来自网络所期望的确认的任何模糊；一个随机接入公共信道(P－RACH)仅与一个前向接入信道(P－FACH)相关，以便减少在后者上(P－RACH)的碰撞；一个接入允许信道(P/S－CCPCH、AGCH)仅与一个随机接入公共信道(P－RACH)相关，以便避免在移动台关于在哪儿寻找来自具有专用业务信道(DPCH)指示的网络的回答的任何模糊；并且每个结合涉及的物理信道的完全相关链路包括在系统信息中，并当进入通过相关链路负责与网络(BSSC、MSC)交换协议消息的过程的实际部分时，向该服务小区广播，将由移动台(MS、UE)读取，该链路立即向移动台发送由网络提供的业务路由，由此简化了接入过程。适合的分组在下行链路导频序列，上行链路导频序列，扰码，基本中置之间以小区辨别方式被执行，并广播进入小区，以简化业务小区选择过程。
文档编号H04B1/707GK1401197SQ01805082
公开日2003年3月5日 申请日期2001年2月22日 优先权日2000年2月24日
发明者罗塞拉·德贝尼迪蒂斯 申请人:西门子信息通讯网络公司