CN103249136B - 一种随机接入方法、基站、用户设备及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种随机接入方法、基站、用户设备及***。其中所述方法包括：基站接收各个用户设备通过发送的上行同步请求；基站确定接收到各个用户设备的UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置；基站根据所述填充位置，填充用户设备的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关用户设备的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC。本发明能够提高TD‑SCDMA***的随机接入处理能力，减少随机接入失败发生的可能性，改善用户对网络的使用体验。

Description

一种随机接入方法、基站、用户设备及***

技术领域

本发明涉及时分同步码分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access)通信技术领域，具体涉及TD-SCDMA***及其随机接入方法、基站(NodeB))和用户设备(UE，User Equipment)

背景技术

TD-SCDMA标准是第三代移动通信(3G)标准之一，TD-SCDMA***支持上下行速率不对称的业务，综合了码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)技术的优点，同时TD-SCDMA***还采用智能天线技术、介于硬切换和软切换之间的接力切换技术、以及可以在用户设备接收机里使用多用户检测技术，使得该项3G方案具有许多特别的优势。

UE发起业务呼叫的初始过程即随机接入过程。在UE发起业务时，UE与NodeB之间需要完成上行同步过程。从物理层的连接建立角度出发，上行同步过程可以视为随机接入中的一个步骤。上行同步过程的流程如图1所示，其可以包括以下步骤：

步骤11，UE在进行上行接入时首先在上行导频信道(UpPCH，Uplink PilotChannel)发送上行同步请求，其中携带有UE选择的上行同步码(SYNC-UL序列，即签名序列)，通常，每个小区对应于8种SYNC-UL序列，UE从该8个SYNC-UL序列中随机选择一个发起上行同步；

步骤12，基站接收到UpPCH后向UE下发快速物理接入信道(FPACH，Fast PhysicalAccess Channel)消息，其中包含时间定时调整和功率调整等信息；

步骤13，UE收到FPACH消息后，根据其中的定时调整和功率调整等信息，调整物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)的发射功率及发射时间，在PRACH信道上发送无线资源控制连接请求(RRC CONNECTION REQUEST)请求消息；

步骤14，基站为UE分配信道等资源，在前向接入信道(FACH，Forward AccessChannel)上发送无线资源控制连接建立(RRC CONNECTION SETUP)消息。

此后，UE可以在专用传输信道(DCH，Dedicated Transport Channel)上发送无线资源控制连接建立完成(RRC CONNECTION SETUP COMPLETE)消息以完成随机接入过程。

TD-SCDMA***中的每个基站提供了8种SYNC-UL序列，供UE进行上行同步时选择使用，因此同一时间可以允许多个UE同时接入。随着网络中的用户数的增加和用户活跃度的增加，容易发生多个UE在较短时间内分别发起随机接入过程的情况，在这种情况下受限于现有TD-SCDMA***随机接入流程的处理方式，很可能导致UE随机接入失败，延长其接入时间，严重影响了用户对网络的使用体验。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种随机接入方法、基站、用户设备及***，能够提高TD-SCDMA***的随机接入处理能力，减少随机接入失败发生的可能性，改善用户对网络的使用体验。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种TD-SCDMA***的随机接入方法，包括：

基站接收各个用户设备通过UpPCH发送的上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

基站确定接收到各个用户设备的UpPCH的开始位置UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述用户设备的UpPCH_POS填充在FPACH消息中的位置；

基站根据所述填充位置，填充用户设备的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关用户设备的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC；其中，所述相关用户设备是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的用户设备。

优选地，上述方法中，所述生成FPACH消息包括：

从各个用户设备发送的同步请求中提取该用户设备的签名序列；

从提取到的签名序列中，选择出仅出现过一次的签名序列；

将所述仅出现过一次的签名序列所对应的用户设备，作为相关用户设备，进而根据所述填充位置，填充所述相关用户设备的UpPCH_POS，构建得到所述FPACH消息。

优选地，上述方法中，所述***消息为***信息块SIB7。

优选地，上述方法中，所述FPACH消息的长度为88比特，所述UpPCH_POS的长度为11比特，所述FPACH消息仅填充用户设备的UpPCH_POS，且填充有不超过8个用户设备的UpPCH_POS。

本发明还提供了一种基站，包括：

接收单元，用于接收各个用户设备通过UpPCH发送的同步请求，所述同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

确定单元，用于确定接收到各个用户设备的UpPCH的开始位置UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述用户设备的UpPCH_POS填充在FPACH消息中的位置；

发送单元，用于根据所述填充位置，填充用户设备的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关用户设备的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC；其中，所述相关用户设备是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的用户设备。

优选地，上述基站中，所述发送单元包括：

FPACH消息生成单元，用于从各个用户设备发送的同步请求中提取该用户设备的签名序列；从提取到的签名序列中，选择出仅出现过一次的签名序列；将所述仅出现过一次的签名序列所对应的用户设备，作为相关用户设备，进而根据所述填充位置，填充所述相关用户设备的UpPCH_POS，构建得到所述FPACH消息。

优选地，上述基站中，所述***消息为***信息块SIB7。

优选地，上述基站中，所述FPACH消息的长度为88比特，所述UpPCH_POS的长度为11比特，所述FPACH消息仅填充用户设备的UpPCH_POS，且填充有不超过8个用户设备的UpPCH_POS。

本发明还提供了另一种TD-SCDMA***的随机接入方法，包括：

用户设备通过UpPCH向基站发送上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

所述用户设备接收所述基站发送的***消息以及FPACH消息，其中，所述***消息中携带有所述用户设备的签名序列的编号以及对应的RACH上的发射功率命令TPLC，所述FPACH消息中携带有所述用户设备的接收到UpPCH的开始位置UpPCH_POS，且所述UpPCH_POS是所述基站根据预定规则，确定所述用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，进而根据所述填充位置填充在FPACH消息中的；

所述用户设备从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS；

所述用户设备根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入。

优选地，上述方法中，

所述根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入包括：

根据提取到的TPLC设置PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间；

在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起所述随机接入。

优选地，上述方法中，所述***消息为***信息块SIB7。

本发明还提供了一种用户设备，包括：

发送单元，用于通过UpPCH向基站发送同步请求，所述同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

接收单元，用于接收所述基站发送的***消息以及FPACH消息，其中，所述***消息中携带有所述用户设备的签名序列的编号以及对应的RACH上的发射功率命令TPLC，所述FPACH消息中携带有所述用户设备的接收到UpPCH的开始位置UpPCH_POS，且所述UpPCH_POS是所述基站根据预定规则，确定所述用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，进而根据所述填充位置填充在FPACH消息中的；

获得单元，用于从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS；

接入单元，用于根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入。

优选地，上述的用户设备中，所述接入单元进一步用于根据提取到的TPLC设置PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间；以及在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起所述随机接入。

优选地，上述的用户设备中，所述***消息为***信息块SIB7。

本发明还提供了一种TD-SCDMA***，该***包括以上所述的的基站，还包括以上所述的用户设备。

从以上所述可以看出，本发明提供的随机接入方法、基站、用户设备及***，能够在一个子帧内对最多8个同时发起随机接入的UE进行响应，相对于现有技术仅能对最多4个同时发起随机接入的UE进行响应的处理方式，本发明能够显著提高多UE同时发起随机接入的处理能力，从而减少接入失败的可能，降低接入时间，提高用户的使用体验。

附图说明

图1为现有技术的一种上行同步过程的示意图；

图2为本发明实施例所述随机接入方法的一种流程示意图；

图3为NodeB在规定的时间接收到SYNC-UL序列的示意图；

图4为NodeB在规定的时间之后接收到SYNC-UL序列的示意图；

图5为NodeB在规定的时间之前接收到SYNC-UL序列的示意图；

图6为本发明实施例所述随机接入方法的另一种流程示意图；

图7为本发明实施例提供的一种基站的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种用户设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

发明人对现有TD-SCDMA***的随机接入流程进行了深入分析，发现了其接入能力不足的主要原因。以下首先对现有TD-SCDMA***的随机接入流程及其不足进行分析。

现有技术的FPACH消息的结构如下表1所示，

表1

上表中：

“签名参考号”表示UE发送的SYNC-UL序列在小区码组中的编号；

“相对子帧号”表示UE收到FPACH消息时的子帧号与其发送SYNC-UL序列时的子帧号之差；

“NodeB接收到用户设备的UpPCH的开始位置”，简记为UpPCH_POS，表示NodeB在“SYNC-UL检测窗”内检测到的SYNC-UL位置(在接入到网络的时候，UE使用这个信息调整自己的定时信息)；

“在RACH上的发射功率命令”，简记为TPLC，表示NodeB的PRACH期望接收功率，UE据此重新计算发送功率；这里，RACH是指随机接入信道(Random Access Channel)。

由于不同UE可能同一子帧内发起同步过程，发送不同的SYNC-UL序列，因此UE可以通过判断FPACH消息中的签名参考号是否与自身发送的SYNC-UL序列的编号相同，来判断自身是否可能为该FPACH消息的目标UE；

同时，由于不同UE可能在不同子帧内分别发送相同的SYNC-UL序列，因此，在签名参考号与自身发送的SYNC-UL序列的编号相同时，UE可以进一步通过根据自身发送SYNC-UL序列与接收到FPACH消息的子帧号之间的差值，是否与该FPACH消息中的相对子帧号相匹配，判断自身是否为该FPACH消息的目标UE。

可以看出，现有的FPACH消息使得网络侧在一个子帧内仅能对一个UE反馈同步响应。

TD-SCDMA***允许同一时间多个UE同时接入。请参照下表2所示，假设在现有的TD-SCDMA***中，某个小区中每个子帧中同时有两个UE在UpPCH上发送签名序列SYNC-UL序列，其中，在第0～3个***子帧中一共有UE1～UE8共8个UE发起上行同步(如表2中的第2行所示)。NodeB可以在第0个子帧后的7个子帧(即第1～7个子帧，共35ms)内对7个UE进行响应(发送FPACH消息)，如表2中第3行所示，然而UE8将无法在此次同步过程中被响应，将导致UE8上行同步失败，其原因为：UE发送了签名序列后，将在接下来的WT个子帧之内侦听相关的FPACH，获得网络的确认信息。根据3GPP协议相关规定，网络在WT个子帧内对一个发送签名序列进行确认，WT的最大值是4个子帧(sub frames)，即20ms。由于网络每个子帧内只能对一个UE进行响应，在UE8的签名序列接收到后的4个子帧内(即第4～7个子帧)网络都无法对其进行响应，因而导致UE8同步失败。同步成功的UE可以在PRACH上发送无线资源控制(RRC)连接请求消息，发起随机接入，如表2中第4～7行所示。UE8在规定时间内没有收到FPACH响应，就会再次发送SYNC-UL序列，因此延迟了其接入时间，造成不好的用户感知。

表2

再请参照下表3所示，假设在现有的TD-SCDMA***中，某个小区中在同一子帧(表3中为第0子帧)中同时有8个UE在UpPCH上发送签名序列SYNC-UL序列(如表3中的第2行所示)。在此后的4个子帧内(即第1～4个子帧)网络仅能对4个UE进行响应，因而导致其余4个UE同步失败。同步成功的UE可以在PRACH上发送RRC请求消息，发起随机接入，如表3中第4～7行所示。同步失败的4个UE在规定时间内没有收到FPACH响应，就会再次发送SYNC-UL序列，因而导致其接入时间延长，造成不好的用户感知。

表3

可以看出，在同一子帧或连续多个子帧内，若小区中发起同步过程的UE数量过多，则会导致部分UE同步失败，延长其接入时间，影响用户的使用体验。

现有技术的同步过程，网络侧在每个子帧中仅能对一个UE进行响应，并且网络对WT个子帧前接收到的签名序列将不再进行响应，从而导致现有TD-SCDMA***的随机接入处理能力不足的问题。

为解决以上问题，本发明实施例对现有的随机接入的流程进行了改进，同时还对FPACH消息进行了重新设计，使其能够在一个子帧内对多个UE进行响应，从而提高TD-SCDMA***的随机接入处理能力，以下将进行详细说明。

FPACH的扩频因子为16，一个时隙可以传送44个符号(共88个比特)。从表1可以看出，现有技术一共用到了3+2+11+7+9＝32个比特，并未全部用满88个比特。本发明实施例通过设计一种新的FPACH结构，最多可以对同时接入的8个UE进行响应，从而提高了接入处理能力，减少了UE接入时延。

本实施例通过重新定义FPACH消息的内容，为每个UE分配11个比特长度的字段，用于携带表1中所示的“NodeB接收到用户设备的UpPCH的开始位置”(UpPCH_POS)，这样FPACH消息最多可以携带8个UE的UpPCH_POS，从而可以在一个子帧内最多对8个UE进行同步响应，大大提高了网络的接入处理能力。

本实施例中一个FPACH消息中可以携带2个以上UE的UpPCH_POS，因此有必要对各个UE的UpPCH_POS在FPACH消息中的填充位置进行预先定义。为此，可以预先在网络侧和UE侧均配置对应的规则，使得网络侧按照某个填充规则进行填充，UE按照对应的检测规则从FPACH消息中的对应位置处检测并提取各自的UpPCH_POS。

本发明实施例可以预先设置SYNC-UL序列编号与填充位置之间的对应关系，不同的SYNC-UL序列编号对应于不同填充位置，即编号0～7的SYNC-UL序列各自分别对应FPACH消息中不同的填充位置。例如，在FPACH消息的第0～10个比特，填充采用编号为0的SYNC-UL序列的UE的UpPCH_POS；在第11～21个比特，填充采用编号为1的SYNC-UL序列的UE的UpPCH_POS；以此类推，在第77～87个比特，填充采用编号为7的SYNC-UL序列的UE的UpPCH_POS。

当然，本实施例也可以采用相反的填充顺序，例如，在FPACH消息的第0～10个比特，填充采用编号为7的SYNC-UL序列的UE的UpPCH_POS；在第11～21个比特，填充采用编号为6的SYNC-UL序列的UE的UpPCH_POS；以此类推，在第77～87个比特，填充采用编号为0的SYNC-UL序列的UE的UpPCH_POS。

类似的，本发明实施例还可以采用其他的填充位置，因此本发明并不限定具体的填充位置，只需要用户设备都能够根据网络侧的填充位置，从FPACH消息中的对应位置处提取得到其UpPCH_POS即可。

为使得UE能够从FPACH消息中的对应位置处检测其所对应的UpPCH_POS，本实施例可以预先在UE处配置与网络侧填充规则相应的检测方式，以使UE在其SYNC-UL序列编号对应的填充位置处检测UpPCH_POS。当然，也可以通过广播的方式，由网络侧将相应的检测方式通知给UE。

本实施例中，网络侧还需要向UE发送该UE在RACH上的发射功率命令(TPLC)。本实施例特别地通过***消息进行广播发送，该***消息中携带有相关UE的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC，所述相关用户设备是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的用户设备。这样，UE根据***消息中是否携带有其签名序列的编号，能够确定FPACH消息填充是否填充有其UpPCH_POS，进而可以分别从***消息提取自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处检测出其UpPCH_POS，进而根据提取到的TPLC设置PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间，然后在所述发射时间以所述发射功率发送无线资源连接请求消息以发起随机接入。

UE在发起上行同步时，从8种SYNC-UL序列中随机选择一种作为其签名序列，随机选择算法通常会保证每个签名序列被选中的概率相等。因此在8个UE同时采用不同的SYNC-UL序列发起上行同步时，本发明实施例能够在一个子帧内对这些UE进行响应，相对于现有技术一个子帧内仅能对一个UE进行响应的处理方式，本发明实施例能够显著提高UE随机接入的处理能力，从而减少接入失败的可能，降低接入时间，提高用户的使用体验。

以下分别从NodeB和用户设备(UE)侧分别说明本发明实施例的具体实施。

请参照图2，本发明实施例所述随机接入方法，应用于TD-SCDMA***中的基站时，可以包括以下步骤：

步骤21，基站接收各个UE通过UpPCH发送的上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述UE的签名序列。

步骤22，基站确定各个UE的UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个UE的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述UE的UpPCH_POS填充在FPACH消息中的位置。

这里，UpPCH_POS用于指示UE在向NodeB传输后续信息时需要对时间进行的调整。本实施例中NodeB可以按照与现有技术相同的方式计算UpPCH_POS这一参数的具体数值：

UpPCH_POS＝UpPTS_Rxpath-UpPTS_TS

其中：

UpPTS_Rxpath：上行同步过程中NodeB接收到SYNC-UL的时间。

UpPTS_TS：NodeB定时中，下行导频信道(DwPCH)结束前2个符号(32个码片chips)。

计算得到的UpPCH_POS用于在UE接入网络时，用来调整时间。

UpPCH_POS值的范围是0-2047，单位是1/8chip，一种编码规则如下：

比特序列(0 ... 0 0 0)指示接收到UpPCH的开始位置是0chip；

比特序列(0 ... 0 0 1)指示接收到UpPCH的开始位置是1*1/8 chip；

比特序列(11 ... 1 1 1)指示接收到UpPCH的开始位置是2047*1/8 chip。

请参照图3～5，其中，图3所示的一种情形为：当UpPCH_POS＝8*16*8＝1024时，表示NodeB恰好在规定的时间接收到UE发送的SYNC-UL序列。

图4所示的一种情形为：当UpPCH_POS＞8*16*8＝1024时，表示NodeB在规定的时间之后接收到UE发送的SYNC-UL序列。

图5所示的一种情形为：当UpPCH_POS＜8*16*8＝1024时，表示NodeB在规定的时间之前接收到UE发送的SYNC-UL序列。

步骤23，基站根据所述填充位置，填充UE的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关UE的签名序列的编号以及对应的TPLC，以使得所述相关UE从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处检测出各自的UpPCH_POS，进而根据各自的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入；

其中，所述相关UE是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的UE。

考虑到存在多个UE在很短时间内均发起上行同步的情形，因此在这种情形下仍然可能存在两个以上的UE采用相同签名序列，为避免冲突，本实施例中网络侧在进行响应时，可以对采用相同签名序列的UE不进行响应。此时，上述步骤23中，所述基站可以按照以下方式生成所述FPACH消息：

首先，从各个UE发送的同步请求中提取该UE的签名序列；

其次，从提取到的签名序列中，选择出仅出现过一次的签名序列，这样那些出现过两次以上的签名序列将被过滤掉；

然后，将所述仅出现过一次的签名序列所对应的UE，作为相关UE，进而根据所述填充位置，填充所述相关UE的UpPCH_POS，构建得到所述FPACH消息。

考虑到本实施例的FPACH消息最多能携带8个UpPCH_POS，因此在选择所述相关UE时，可以控制所述相关UE的数量小于等于8。

本实施例中，利用***消息广播发送相关UE的签名序列的编号以及对应的TPLC。由于***消息是发送给一个小区里面的所有UE，因此在***消息中传送TPLC的同时，还需要携带与该TPLC对应的UE的签名序列的编号，以便让该UE知道该***消息中携带有其TPLC的信息。***消息中可以携带一个以上的UE的签名序列编号以及对应的TPLC，例如，可以携带有UE1的签名序列编号及对应的TPLC1、UE2的签名序列编号及对应的TPLC2......，以使得对应的UE从***消息中检测到自己的签名序列编号后，进一步提取与该编号对应的TPLC，从而获得自身的TPLC信息。本实施例中所述***消息优选地可以采用***信息块7(SIB7)。SIB7是空闲状态下的***消息，通过***设置的周期(毫秒级)，定期向UE发送。

在上述步骤23之后，UE根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入，具体处理方式可以与现有技术相同，即根据提取到的TPLC设置PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间T_TX-PRACH，然后UE在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起随机接入；然后，基站在接收到UE发送的无线资源连接请求消息后，为UE分配信道等资源，在FACH上发送无线资源控制连接建立消息。此后，UE可以在DCH上发送无线资源控制连接建立完成消息以完成随机接入过程。

可以看出，相比于现有技术，本发明实施例基站可以在所述FPACH消息不用再携带签名参考号和相对子帧号，所述FPACH消息可以仅填充UE的UpPCH_POS。在不改变标准规定的FPACH消息的长度(88比特)的情况下，本实施例在FPACH消息最多可以填充88/11＝8个UE的UpPCH_POS，即基站在一个子帧内最多可以同时对8个UE的上行同步进行响应，从而大大提高了网络的随机接入处理能力。

下面再对本发明实施例中UE侧的上行同步处理进行说明。

请参照图6，本发明实施例所述随机接入方法，应用于TD-SCDMA***中的UE时，可以包括以下步骤：

步骤61，UE通过UpPCH向基站发送上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述UE的签名序列。

这里，UE发送上行同步请求的方式可以细分为以下步骤：

(1)设置签名序列(为随机接入而分配给UpPTS的8个SYNC-UL序列)的重传计数器。

(2)设置签名序列发射功率为签名初始功率。

(3)从给定接入业务等级(ASC，Access Service Classe)下随机选择一个可用的UpPCHs子信道(Sub-channel)和一个可用的签名序列(SYNC-UL)。随机函数应保证每个子信道和签名序列被选中的概率相等。

(4)用选定的UpPCH Sub-channel，以签名发射功率发送一个签名序列。当要求的签名发射功率不断增大并超过最大允许值时，设置签名发射功率为最大允许值。

步骤62，所述UE接收所述基站发送的***消息以及FPACH消息，其中，所述***消息中携带有所述UE的签名序列的编号以及对应的RACH上的发射功率命令TPLC，所述FPACH消息中携带有所述UE的接收到UpPCH的开始位置UpPCH_POS，且所述UpPCH_POS是所述基站根据预定规则，确定所述UE的签名序列的编号所对应的填充位置，进而根据所述填充位置填充在FPACH消息中的。

这里，UE在发送了签名序列后，可以按照与现有技术相同的处理方式，以更好地兼容现有的处理流程，减少对现有网络的改动：在接下来的WT个子帧之内侦听相关的FPACH，获得网络的确认信息。具体的，UE在满足以下关系的子帧读取与已发送的UpPCH相关的FPACH_i：

(SFN′ mod L_i)＝n_RACHi；n_RACHi＝0，...，N_RACHi-1

其中FPACH_i为信道编号为i的FPACH，Li为RACH传输块的长度，n_RACHi为第i个FPACH对应的某一个PRACH的信道号，N_RACHi表示第i个FPACH对应的PRACH总数。

例如，假设现网目前配置Li＝2，只配置了一条PRACH，N_RACHi＝1，于是n_RACHi＝0。根据公式(SFN’ mod Li)＝n_RACHi即(SFN’mod 2)＝0，也就是说UE只在0、2、4...等偶数号的SFN’侦听FPACH。

这里，UE要侦听的FPACH的信道编号根据下面的公式确定：

FPACH_i＝N mod M

其中，N表示签名序列编号，M表示小区配置的最大FPACH数量。

例如，如果网络配置了两条FPACH，M＝2，FPACH信道编号分别为FPACH₀、FPACH₁，根据公式FPACH_i＝N mod M，可知：

发送签名序列编号为0、2、4、6的UE应侦听FPACH₀。

发送签名序列编号为1、3、5、7的UE应侦听FPACH₁。

目前，现网通常只配置1条FPACH信道，所以发送签名序列号为0、1、2、3、4、5、6、7的UE都只侦听FPACH₀。

(6)如果UE在预期时间内没有检测到有效应答，签名重传计数器减1：若计数器当前值仍大于0，则返回到上述的第(3)步；否则，向媒体接入控制(MAC)子层报告一次随机接入失败。

(7)如果UE在预期时间内检测到有效应答，即，从***消息中检测到本UE的签名序列编号，此时进入步骤63。

步骤63，所述UE从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS。

这里，UE从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC。由于***消息携带有本UE的签名序列的编号，则说明FPACH消息中携带有本UE的UpPCH_POS，因此UE可以根据自身签名序列的编号，确定该编号对应的填充位置，然后从FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS，从而后续UE可以根据接收到的这些指示设置时间和功率电平值。

步骤64，所述UE根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入。

这里，UE根据提取到的TPLC设置PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间T_TX-PRACH，其中，发射时间的计算可以与现有技术相同，以更好地兼容现有的处理流程，减少对现有网络的改动：

T_TX-PRACH＝T_RX-PRACH-(UpPCH_ADV+UpPCH_POS-8*16T_C)

其中，T_TX-PRACH单位是1/8个chip时间。

T_TX-PRACH：UE定时中，UE开始发射PRACH时间；

T_RX-PRACH：UE定时中，如果把PRACH所在信道作为下行信道，信道的开始接收时间；

UpPCH_ADV是UpPCH定时提前时间；

T_C表示一个chip的时间长度；

(UpPCH_ADV+UpPCH_POS-8*16T_C)表示PRACH的定时提前时间，是UpPCH定时提前时间UpPCH_ADV再加上(UpPCH_POS-8*16T_C)。

然后，UE在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起随机接入。此后，基站响应UE的随机接入请求，在FACH上发送无线资源控制连接建立消息。此后，UE可以在DCH上发送无线资源控制连接建立完成消息以完成随机接入过程。

以下通过表4进一步说明本发明实施例相对于现有技术的优点，在应用了本发明实施例所述方法之后，假设在TD-SCDMA***中，某个小区中在同一子帧(表4中为第0子帧)中同时有8个UE在UpPCH上发送签名序列SYNC-UL序列(如表4中的第2行所示)。网络侧可以在此后的2个子帧内(即第1～2个子帧)内完成对该8个UE的响应，然后该8个UE可以在PRACH0～3上分别发起随机接入，从而实现8个UE随机接入的同时处理，大大提高了现有TD-SCDMA***的随机接入处理能力。

表4

与以上实施例所述方法相对应，本发明实施例还进一步提供了实施以上方法的装置及***。

请参照图7，本发明实施例提供的一种基站，具体可以包括：

接收单元，用于接收各个UE通过UpPCH发送的上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述UE的签名序列；

确定单元，用于确定接收到各个UE的UpPCH的开始位置UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个UE的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述UE的UpPCH_POS填充在FPACH消息中的位置；

发送单元，用于根据所述填充位置，填充UE的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关UE的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC，以使得所述相关UE从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处检测出各自的UpPCH_POS，进而根据各自的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入；

其中，所述相关UE是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的UE。

这里，优选地，所述***消息可以是SIB7；所述FPACH消息的长度为88比特，所述UpPCH_POS的长度为11比特，所述FPACH消息仅填充用户设备的UpPCH_POS，且填充有不超过8个用户设备的UpPCH_POS。

作为一种优选实施方式，所述发送单元可以包括：

FPACH消息生成单元，用于从各个UE发送的同步请求中提取该UE的签名序列；从提取到的签名序列中，选择出仅出现过一次的签名序列；将所述仅出现过一次的签名序列所对应的UE，作为相关UE，进而根据所述填充位置，填充所述相关UE的UpPCH_POS，构建得到所述FPACH消息。

请参照图8，本发明实施例提供的一种UE，具体可以包括：

发送单元，用于通过UpPCH向基站发送上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述UE的签名序列；

接收单元，用于接收所述基站发送的***消息以及FPACH消息，其中，所述***消息中携带有所述UE的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令(TPLC)，所述FPACH消息中携带有所述UE的UpPCH_POS，且所述UpPCH_POS是所述基站根据预定规则，确定所述UE的签名序列的编号所对应的填充位置，进而根据所述填充位置填充在FPACH消息中的；

获得单元，用于从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS；

接入单元，用于根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入。

这里，所述接入单元可以进一步用于根据提取到的TPLC设置PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间；以及在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起所述随机接入。所述***消息优选地为SIB7。

本发明实施例还提供了一种TD-SCDMA通信***，该***包括以上所述的基站和UE。具体的，

所述基站，用于接收各个UE通过UpPCH发送的上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述UE的签名序列；确定接收到各个UE的UpPCH的开始位置UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个UE的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述UE的UpPCH_POS填充在FPACH消息中的位置；根据所述填充位置，填充UE的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关UE的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令(TPLC)，其中，所述相关UE是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的UE；

所述UE，用于通过UpPCH向所述基站发送所述上行同步请求；接收所述基站发送的***消息以及FPACH消息；从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS；根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入。

此说明书中所描述的许多功能部件都被称为模块，以便更加特别地强调其实现方式的独立性。

本发明实施例中，模块可以用软件实现，以便由各种类型的处理器执行。举例来说，一个标识的可执行代码模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或者逻辑块，举例来说，其可以被构建为对象、过程或函数。尽管如此，所标识模块的可执行代码无需物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位里上的不同的指令，当这些指令逻辑上结合在一起时，其构成模块并且实现该模块的规定目的。

实际上，可执行代码模块可以是单条指令或者是许多条指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同程序当中，以及跨越多个存储器设备分布。同样地，操作数据可以在模块内被识别，并且可以依照任何适当的形式实现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。所述操作数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存储设备上)，并且至少部分地可以仅作为电子信号存在于***或网络上。

在模块可以利用软件实现时，考虑到现有硬件工艺的水平，所以可以以软件实现的模块，在不考虑成本的情况下，本领域技术人员都可以搭建对应的硬件电路来实现对应的功能，所述硬件电路包括常规的超大规模集成(VLSI)电路或者门阵列以及诸如逻辑芯片、晶体管之类的现有半导体或者是其它分立的元件。模块还可以用可编程硬件设备，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等实现。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种TD-SCDMA***的随机接入方法，其特征在于，包括：

基站接收各个用户设备通过上行导频信道UpPCH发送的上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

基站确定接收到各个用户设备的UpPCH的开始位置UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述用户设备的UpPCH_POS填充在快速物理接入信道FPACH消息中的位置；

基站根据所述填充位置，填充用户设备的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，每个所述FPACH消息中携带多个用户设备的UpPCH_POS，以及，通过***消息广播相关用户设备的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC，其中，所述相关用户设备是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的用户设备；所述生成FPACH消息包括：

从各个用户设备发送的同步请求中提取该用户设备的签名序列；

从提取到的签名序列中，选择出仅出现过一次的签名序列；

将所述仅出现过一次的签名序列所对应的用户设备，作为相关用户设备，进而根据所述填充位置，填充所述相关用户设备的UpPCH_POS，构建得到所述FPACH消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述FPACH消息的长度为88比特，所述UpPCH_POS的长度为11比特，所述FPACH消息仅填充用户设备的UpPCH_POS，且填充有不超过8个用户设备的UpPCH_POS。

3.如权利要求1至2任一项所述的方法，其特征在于，所述***消息为***信息块SIB7。

4.一种基站，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收各个用户设备通过上行导频信道UpPCH发送的同步请求，所述同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

确定单元，用于确定接收到各个用户设备的UpPCH的开始位置UpPCH_POS，并根据预定规则，确定各个用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，所述填充位置为所述用户设备的UpPCH_POS填充在快速物理接入信道FPACH消息中的位置；

发送单元，用于根据所述填充位置，填充用户设备的UpPCH_POS，每个所述FPACH消息中携带多个用户设备的UpPCH_POS，以生成FPACH消息并发送，以及，通过***消息广播相关用户设备的签名序列的编号以及对应的在RACH上的发射功率命令TPLC，其中，所述相关用户设备是在所述FPACH消息填充有其UpPCH_POS的用户设备；所述发送单元包括：

FPACH消息生成单元，用于从各个用户设备发送的同步请求中提取该用户设备的签名序列；从提取到的签名序列中，选择出仅出现过一次的签名序列；将所述仅出现过一次的签名序列所对应的用户设备，作为相关用户设备，进而根据所述填充位置，填充所述相关用户设备的UpPCH_POS，构建得到所述FPACH消息。

5.如权利要求4所述的基站，其特征在于，所述FPACH消息的长度为88比特，所述UpPCH_POS的长度为11比特，所述FPACH消息仅填充用户设备的UpPCH_POS，且填充有不超过8个用户设备的UpPCH_POS。

6.如权利要求4至5任一项所述的基站，其特征在于，所述***消息为***信息块SIB7。

7.一种TD-SCDMA***的随机接入方法，其特征在于，包括：

用户设备通过上行导频信道UpPCH向基站发送上行同步请求，所述上行同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

所述用户设备接收所述基站发送的***消息以及快速物理接入信道FPACH消息，其中，所述***消息中携带有所述用户设备的签名序列的编号以及对应的随机接入信道RACH上的发射功率命令TPLC，所述FPACH消息中携带有所述用户设备的接收到UpPCH的开始位置UpPCH_POS，且所述UpPCH_POS是所述基站根据预定规则，确定所述用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，进而根据所述填充位置填充在FPACH消息中的，每个所述FPACH消息中携带多个用户设备的UpPCH_POS；

所述用户设备从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS；

所述用户设备根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入；

所述根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入包括：

根据提取到的TPLC设置物理随机接入信道PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间；

在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起所述随机接入。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述***消息为***信息块SIB7。

9.一种用户设备，其特征在于，包括：

发送单元，用于通过上行导频信道UpPCH向基站发送同步请求，所述同步请求中携带有所述用户设备的签名序列；

接收单元，用于接收所述基站发送的***消息以及快速物理接入信道FPACH消息，其中，所述***消息中携带有所述用户设备的签名序列的编号以及对应的随机接入信道RACH上的发射功率命令TPLC，所述FPACH消息中携带有所述用户设备的接收到UpPCH的开始位置UpPCH_POS，且所述UpPCH_POS是所述基站根据预定规则，确定所述用户设备的签名序列的编号所对应的填充位置，进而根据所述填充位置填充在FPACH消息中的，每个所述FPACH消息中携带多个用户设备的UpPCH_POS；

获得单元，用于从所述***消息中提取到自身的签名序列的编号所对应TPLC，以及从所述FPACH消息中对应的填充位置处提取出自身的UpPCH_POS；

接入单元，用于根据提取到的TPLC和UpPCH_POS，发起随机接入；

所述接入单元进一步用于根据提取到的TPLC设置物理随机接入信道PRACH的发射功率，以及根据提取到的UpPCH_POS计算PRACH的发射时间；以及在所述发射时间以所述发射功率在PRACH上发送无线资源连接请求消息以发起所述随机接入。

10.如权利要求9所述的用户设备，其特征在于，所述***消息为***信息块SIB7。

11.一种TD-SCDMA***，其特征在于，该***包括如权利要求5至8任一项所述的基站，还包括如权利要求9至10任一项所述的用户设备。