[发明专利]通信网络中用于随机接入功率控制的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络中的方法和装置，具体来说，用于设计通信装置的随机接入发射(transmission)功率设定。

背景技术

在现代蜂窝无线电系统中，无线电网络对用户设备UE的行为有严格控制。例如频率、定时和功率的上行链路传输参数经由从基站到UE的下行链路DL控制信令进行调节。

在加电时或者在长待机时间之后，UE未在上行链路中被同步。因此，接入网络的第一步骤是获得对网络的同步。这通常由UE通过监听下行链路信号并且从这种信号得到下行链路定时同步、频率误差估计以及DL路径损耗估计来进行。即使这时UE被时间同步到DL，但是UE所传送的信号因未知往返(round trip)定时而仍然没有与在基站的预期接收定时对齐。因此，在开始业务(traffic)之前，UE必须执行对网络的随机接入(RA)过程。在RA之后，eNodeB可估计UE上行链路的定时未对齐，并且发送校正消息。随机接入过程还可由经同步的UE在没有数据传输的有效上行链路分配的情况下使用，以便请求这类分配。

通常提供物理随机接入信道(PRACH)，供UE请求对网络的接入。使用接入突发，其包含具有带良好自相关性质的特定序列的前同步码。PRACH可与业务信道正交。例如，在GSM中，定义特殊PRACH时隙。由于多个UE可同时请求接入，所以冲突可在请求UE之间发生。因此，LTE定义多个RA前同步码。执行RA的UE从池(pool)中随机拣选前同步码，并且将其传送。前同步码表示随机UE ID，其由eNodeB在准予UE对网络的接入时使用。

eNodeB接收器可解析采用不同前同步码所执行的RA尝试，并且使用对应的随机UE ID向各UE发送响应消息。如果多个UE同时使用同一前同步码，则发生冲突，并且RA尝试极可能不成功，因为eNodeB无法区分具有相同随机UE ID的两个用户。在LTE中，在各小区中提供64个前同步码。指配给相邻小区的前同步码通常是不同的，以确保一个小区中的RA不会在相邻小区中触发任何RA事件。因此，必须进行广播的信息是可用于当前小区中RA的前同步码集合。

UE用来传送RA前同步码的功率通常经由开环功率控制进行计算。UE对具有已知发射功率的一些下行链路信号-例如参考信号或同步信号-测量功率，并且计算DL路径损耗。用于估计路径的信号的功率必须已知，因此必须经由在初始接入时进行广播或者可能经由切换时的专用信令向UE发信号通知这种信息。

路径损耗计算为：

PL＝P_RS，RX-P_RS，TX

其中，P_RS，RX和P_RS，TX分别是用于路径损耗估计的信号的接收和发射功率，单位为dBm。

为了保持RA接收的某种质量标准，要求在基站的最小信号噪声(干扰)比。基站知道当前干扰状况，并且因此可计算RA信号满足所需质量标准在基站必须具有的最小所需信号功率P_0，RACH。还向UE发信号通知该功率等级。使用该功率等级连同先前计算的路径损耗，UE这时计算：

P_RACH＝min{P_0，RACH-PL+(N-1)Δ_RACH，P_max}

这是在基站取得功率等级P_0，RACH所需的发射功率。这意味着，路径损耗-它在DL中已经计算-对于UL是相同的，这对于FDD系统通常并非如此。因此，开环功率控制是一种相当粗略的机制。为了克服这种限制，应用很频繁的功率斜升(ramping)。在这里，各后续尝试采用以Δ_RACH增加的发射功率来执行。在上式中，这通过项(N-1)·Δ_RACH来反映，其中N是传输尝试次数。

在eNodeB的干扰等级以及因而所需目标接收功率P_0，RACH取决于许多因素，并且可在大范围改变。通常，P_0，RACH采用相当低数量的位-例如4位-来进行编码和传送，并且跨越大约30dB的范围。

预计LTE系统将部署在大范围的情形中，从微微小区到高达100km及以上的极大小区。由于RA是由UE接入网络所执行的第一过程，所以至关重要的是，随机接入在所有预期情形中起作用。如果RA失败，则UE无法接入网络。