TWI259011B - Access burst detector correlator pool - Google Patents

Description

1259011 五、發听說賢-1:十) --. ............................--- 、 發明領域 ~ 本發明係有關於無線分碼多重存取（CDMA )通信系統。— 特別是，太發明係有關於在這類系統中偵測存取叢發。 發明背景 < ‘" 在無線通信系統中，存取叢發通常係用以增進系統資訊 的存取。這類叢發之例子係用以存取實體隨機存取通道 (PRACH)及實體共用封包通道（PCPCH)之前文 (preamble)，誠如第三代合作計晝（3GPP )寬頻分碼多重存 取（W — C D Μ A )通信系統所建議。 為增進這些通道之存取，使用者係傳送一前文 _ (preamble)或簽章（前文（preamble))至基地台。這個基地 台係廣播可利用之訊息碼及能夠傳送前文（P ；f € a jjj b 1 e )之時 槽。另外，這個使用者亦會傳送傳輸前文（preamble)之功率 位準’直到這個基地台彳貞測到這個前文（p r e a m b 1 e)、或達到 一最大傳送功率位準。一旦這個基地台偵測到一個特定使用， 者前文（preamble)，一確認（ACK)信號或一負確認（NAK) 信號係傳送至這個使用者，藉以表示這個通道之可利用性。 第1 A及1 B圖係表示利用存取叢發偵測之兩種可能使用者 密度及胞元大小。第1A圖係表示具有高密度使用者之一小胞_ 元24A，諸如：一市區。這個基地台2〇係服務使用者設備 (1^)2 21至2 217。為適應大數目之使用者，許多前文 (preamble)訊息碼係用區別使用者。第1B圖係表示具有少數 使用者之大胞元2 4B。這個基地台2 0係服務使用者設備（UE )2 2}至2 23。由於僅僅具有極少使用者，因此大胞元24B僅需

第8頁 1259011 發呀說W 'Γ2 丁 要少數幾個前文（preamble)訊息碼，便足以區別使用者。缺 而，來自使用者（UE ) 22s (其較為接近這個基地台）之前… 文（preamble)傳輸之延遲係遠小於來自使用者（UE ) & (其位於廷個胞元24B周邊）之前文（preamble)傳輸。各個 使用者仏將其傳輪與這個基地台之傳輸之接收時序同步。因 此，在這個胞元24B周邊之使用者傳輸之往返延遲係遠大於 較為接近之使用者。因此，第1圖之基地台2〇亦需要處理這 些延遲擴展（spread)。另外’基於胞元大小及使用者密度， 基地台2 0之存取叢發偵測器亦必須有所不同。

另外，其他胞元參數亦可能有所不同。如第2 A圖所示， 這個胞元24A係切割為六個分區26i至2 66。另外，這個基地台 20亦會利用各個分區26i至2 66之兩個天線28^至2 862，藉以利 用各個分區2 至2 6β之傳送及接收變異性。首先，在這個胞 元24Α中傳輸之一前文（preamble)可以利用這些分區2 6!至2 66 之任何天線元件28^至2 862進行偵測。有鑑於此，在這種排列 中，本發明之主要目的便是提供一種方法，藉以讓基地台2〇 能夠利用任何天線元件28u至2 862，偵測這個胞元24之任何前 文（preamble)訊息碼。相對於第2B圖，這個胞元係沒有分 區，且這個基地台2 0係使用單一全方向天線2 8。 處理這些變動狀況之一種方法係建立硬體，藉以應付各 種支援天線上、各種可能存取訊息碼之最大可能往返延遲。 然而，這些參數之最差可能組合之設計卻不太可能會發生。 —般而言，大胞元會利用極少數之存取訊息碼，而應付”熱 點區域（hot spot area ) ”之小胞元卻可能需要較多訊息

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。 另Λ ^ I ’分區動作亦會降低使用存取訊息碼之數目。通 二:利用最差狀況之硬體設計可能會在某些實施例中導致大 里I利用之硬體、或是得到僅支援較差狀況之硬體設計實施 例。 i有鐘於此，本發明之另一個目的便是提供一種節點Β / 基地台’藉以有效利用硬體、並彈性地處理這些變動狀況。 發明概述

、一種節點β /基地台，其具有一存取叢發偵測器。該存 =叢發偵測器係包括：至少一天線，用以接收來自使用者之 仏说’以及一集用場之可變配置相關器。各個相關器係以一 輸入訊息碼相位，關連一輸入存取叢發訊息碼及一輸入天線 輸出。=天線控制器係選擇性地連接該至少一天線之任何輸 出及該等相關器之任何相關器之一輸入。一訊息碼控制器係 用以向各個相關器之一輸入，提供一存取叢發訊息碼。該訊 息碼控制器係控制各個控制器之輸入訊息碼相位。一排序器 /後處理器係用以排列該等相關器之輸出能量位準。 較佳實施例之詳細說明 第3圖係根據本發明較佳實施例、一種基地台/節點Β存 取叢舍4貞測态之間化方塊圖。如圖中所示，這個基地台/節 點Β之各個天線2 至2 8Μ係連接至一個天線控制器3 〇。另外， 天線的數目，Μ，亦可以有所不同。對於使用一個全向天線 的一個基地台/節點Β而言，天線的數目為}。對於各個分區 具有一個天線陣列的分區胞元而言，天線的數目亦可以恨 大。為方便說明，請參考第2 a圖，每個分區具有兩個天線的

1259011 五 發听說'賢· 一個六分區皰元總就曰 線控制器3 0則是用丧、有十一（1 2 )個天線。另外，這個天 叫一 36。的連接。’、效地控制這些天線輸出及這些相關器 這個控制器乃：：節點Β使用的各個存取訊息碼而言， 相關器36ι —36。二控制這個存取訊息碼，使其輸入至各個 34乃是用來控制各：/ 一個訊息碼相位控制器/延遲裝置 遲。各個相關ί36 ,關器3 61 - 36。操作的訊息碼相位/延 以在給定』ΞΓ::36。’諸如-個匹配遽波器，乃是架構 碼及一個給定^鈐目位/延遲内，關連一個給定的輸入訊息 最好係可變配置：線輸出。因此’各個相關器36「36。 任何天線輸出及任何任何訊息碼相位/延遲内，關連 置的=器Ϊ =關器3:1二6。可以有效_ ^ 使其廣泛應ΪΓ:種；ΓΓ另Τ場的可變配置特性可以 1?晉胜从Μ 谷種衣兄中。另外，各個相關器的一致可變 器，並i 3以協助利用小型可調規模設計完成這些相關 二。i1用在特殊用途積體電路（ASIC )時的重要優

^丄；捋脈速率超過晶片速率的特殊用途積體電路（ASIC 二各個可變配置相關器均可以用來處理複數個天線/ 二位a Λ息碼相位組合。為方便說明，對於時脈速率為四 Μ 1 :曰曰片速率的特殊用途積體電路（AS I C )而言，各個相 :…以同時處理四十八個天線/訊息碼…碼相位組 σ们相關器3 — 3 60之輪出係利用排序器/後處理器3 8

第11頁 1259011 匕、發—說.明-.Tq·).… .一— .......................... 連仃慝理。這個排序器/ 器3 8 之順序，排序各種訊息碼/訊息碼相位J相=輸出能量 連能量臨界值之左敢1自踩π钼盔佶、目丨w 交過一頂定關 係 之偵測，-對庳：到。根據存取訊息碼 傳去，=應之確認信號（ACK)或負確認（ΝΑΚ)作號馬 〜〃 〃措以表示要求資料是否可供利用。 〜 第4圖係存取叢發偵測器之另一種 架構，這個天绐^ ^ ^似於4 3圖之 、、、控制器3 0係有效地控制各個天飨 各個相關器叫，之連接。另外，N個訊= = 出及 以產生N個訊息碼。s k . “ ，、、產生抑4 0係用 些訊息碼之-串延r上，：，置411 —4Vl係產生這 或半個晶片。因t : 延遲之較佳數值係-個晶片 同訊息碼i不K遲Ξ: Γ二關器36l~36°之訊息碼係相 這些相關器係會在具有0個晶片延遲之二 II哭Ξ a 了個視窗之延遲訊息碼版本。因此，這些相 7 °° μ可以在具有〇個晶片的一個延遲擴展（spread) 土：關連-個給定的訊息碼。另外，各個相關器36ι —36。之 輸出係利用一個排序器/後處理器38進行處理。 在前文（preamble)偵測的一種實施例中，第4圖之存取 叢發偵測器係具有四十八個訊息碼產生器（N = 48 )、六十 四個相關器（〇 = 64 )、並操作於四十八倍晶片速率。這個 偵測器係可以處理在六十四個晶片之胞元半徑内，四十八個 訊息碼/天線組合，諸如：十二個天線上的四個訊息碼。這 個胞元半徑可以藉著減半這個訊息碼/天線組合至二十四， 藉以加倍至一百二十八個晶片。由於這個延遲庫（bank)僅會

1259011 五、發明說兩―.(:F) ... ............-- ---------------------- ........…—........................... f，艮至六十四個晶片，半數訊息碼產生器將會以六十四個曰 、延遲產生訊息碼，藉以服務整個胞元半徑。 曰曰 =於化個相關器庫bank)的彈性，這個存取叢發偵測哭 ，仁及可調規模至各種基地台/節點β的實施例，如第扣 7、5C圖所示。對於能夠處理3 0 72個訊息碼/天線/站 j、，且β之一個存取叢發偵測器特殊用途積體電路（Asic :伟：個”用途積體電路（ASIC)44能夠處理第5A圖胞元 n t圖中’這個胞元具有三個分區，各個分S ::個天線兀件28„至2862。這個胞元具有六十四個晶片之 二。各個分區係使用八個存取訊息碼。這個基 =個特剌途積體電路（ASIG)44處理這個胞 ^使 以)2個天線元件x64個晶片=m2個訊息〜 徑。ί第5B圖中，這個胞元係具有一百二十八個晶片之半 2 82進行兀並二：有刀區’並且利用兩個天線元件28i及 心二處 这胞7"可以使用十二個存取訊息碼。這個 :跑…利ΐ —個特殊用途積體電路（ASIC ) 44處理這 自=(12個讯心碼X 2個天線元件χ 128個晶片=3〇72個訊 心^ /天線/延遲組合）。 四個Ϊ第5C圖/中’义個胞元的大小係與第5Α圖的大小，六十 娘切：：的半t二相同。然而，這個胞元具有較高的密度、 服務：：：：::各個分區係利用兩個天線元件28„至2 862 台2〇々 存。碼可以用於各個分區中。這個基地 Τ'利用兩個特殊用途積體電路（asic ) Μ!及4七處理這

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發哥額——τττ 個胞元U個訊息碼X i 2個天線元件X 6 4個晶片=3 0 7 2個气 息碼/天線/延遲組合）。因此，相同的特殊用途積體電路 (ASIC ) 44可以利用軟體42變動’同時用於第5Α&5Β圖的胞 元。為處理第5C圖的較高要求，這個實施例係使用兩個特^ 用途積體電路（ASIC ) 44!及4\。另外，各個特殊用途積體 電路（ASIC ) 44丨及44負責之訊息碼^/天線/延遲組合=判 最好是利用軟體42控制。 口 第6圖係用於 —、ovjrr J仔取蕞發偵測器 中、相關器庫（bank) 6 8之較佳實施例之方塊圖。這個相關器 庫（匕3111〇66係利用多工器（]^1^)46，連接至一個天線28°° 這個多工器（MUX) 46乃是用來選擇一個天線輸出，藉以供 這個相關器庫（bank)68使用。在第三代合作計畫（3Gpp /、 ^，這些存取叢發係利用九十度相移鍵控（QPSK)調變傳 达。另外，一個同相位（in _phase)取樣裝置48及一個 十度相差取樣裝置50產生選定天線輸出的同相（1)及九 署^ ί (Q)取樣這些取樣，隨後，係利用複數個結果裝 置54處理，藉以產生複數個結果。 衣

較佳者’四十人個存取訊息媽係、利用四十人個 (scrambl ing)訊息碼產生器58加以U ，如第三代合作計晝=係 二中明係利用四十八倍的晶片速率。對於 各個，脈期間，依序關連這四十八個存取訊息；。手在 個相關器56係具有一個多工器（Μυχ)6〇ι至6〇u (2〇

1259011 )，藉以另效地混合各個存取訊息碼及一個天線輸出。另 外:一個，衝器62ι至6 222 (62)係用以儲存這個混合結果。 =在一個仔取訊息碼内處理十六個簽章，十六個Hadamard簽 章偵測Is 64u至6 422係用以偵測這十六個簽章。相關器56的較 佳數目為2 2。在各個相關器5 6間乃是一個缓衝器6 至6 622， 用以在進入後續相關器5 6前，將這個訊息碼延遲一個晶片。 因此’一個時脈中的相關器庫（b a n k) 6 6便可以在二十二個晶 片之延遲擴展（spread)上、關連十六個簽章之存取訊息碼。 利用第6圖之實施例，一個相關器庫（b a n k ) 6 8係能夠在 一個晶片周期内、在二十二個晶片的晶片延遲下處理四十八 個存取訊息碼。為延伸這個節點B的範圍，半數產生訊息碼 可以是其他訊息碼的二十二個晶片延遲版本。因此’這個相 關器庫（bank)68可以在一個晶片周期内、在四十四個晶片延 遲下處理二十四個存取訊息碼。或者，這個相關器庫（bank) 6 8亦可以降低相關器存取訊息碼的數目，藉以在單一周期内 處理複數個天線。 & 藉著在這個相關器庫（bank )中增加相關器5 6 ’這個庫 (bank) 56便玎以延伸至其他各種實施例。另外，藉著改變產 生的存取訊息碼及時脈速率，處理訊息碼的數目亦可以改 變。

第15頁 1259011 圖式簡單說斫 .....................................—— - 第1 A圖係表示具有大使用者密度之小胞元之示意圖。 第1 B圖係表示具有小使用者密度之大胞元之示意圖。 弟2 A圖係衣不具有一基地台之^^分區胞元之不意圖。 第2B圖係表示具有一基地台之一未分區胞元之示意圖。 第3圖係表示一存取叢發偵測器之一較佳實施例之簡化方塊 圖。 第4圖係表示一存取叢發偵測器之一較佳實施例之簡化方塊 圖。 第5 A圖係表示一基地台服務之一小分區胞元之示意圖。

第5B圖係表示一基地台服務之一大分區胞元之示意圖。 弟5 C圖係表不^一基地台服務、且具有六個分區之一小分區胞 元之示意圖。 第6圖係表示根據本發明較佳實施例、一第三代合作計晝 (3GPP )相關器庫（bank)之方塊圖。 元件符號說明 ’ 20 基地台

22厂-2217 服務使用者設備 24A 、 24B 胞元 2 6i — 2 66 分區 28、28! —28M、28u — 2 862 天線 30 天線控制器 3 2 訊息碼控制器

第16頁 •1259011 圖式簡罩說兩~ 3 4 3 8} 一 3 6〇 3 8 40 42 4 1丨-4 10 —丨 44、 44}、442 46 λ 6 〇! — 6 〇22 48 50 54 5 6、5 6! - - 5 622 58 6 2 λ 6 21 — 6 222 64η -- 6 422 66 、68 置 裝 遲 延 \ 器 器 制 理 控 處器 位 後生 相 \產 碼器器碼 息關序息體 訊相排訊軟 延遲裝置 積體電路 多工器 同相位取樣裝置 九十度相差取樣裝置 結果裝置 相關器 訊息碼產生器 緩衝器 簽章偵測器 相關器庫

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Claims (1)

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六、_請翠莉麗面 i，一種即點B /基地台，具有一存取叢發偵測器，其包 至少一 ^線’同以接收來自使用者之信號； 。 一不用場〜可雙配置相關器，其中，各個相關器係以一 訊息碼相位，使一輸入存取叢發訊息碼與該至少一天雨 輸入天線輸出產生關聯； 、、、之 輸入 至連接該至少-天線之任何輪出 訊息碼控制器，用以向各個相關器之一輸入，提供一 叢 叢發訊息碼’其巾，該訊息碼控制器係能狗提供任 = 發訊息碼至任何相關器； :訊士：相位控制器，帛以控制各個相關器之輪入訊目 位，以及 一排序器/後處理器，用以排列該等相關器之輪出能量位 準0 2 ·如申請專利範圍第1項所述之節點b /基地台，其中，該 可變配置相關器係為可變配置匹配濾波器。 3 · —種節點B /基地台，具有一存取叢發偵測器，其包括： 至少一天線’用以接收來自使用者之信號； 一集用場之可變配置相關器，其中，各個相關器係用以使一 輸入存取叢發訊息碼與該至少一天線之一輸入天 關聯； m ϋ 一天線控制器，用以選擇性地連接該至少一天線之任何輸出 至該專相關器之任一之一輸入； 複數個訊息碼產生器，用以輸出複數個存取訊息碼；

第18頁 1259011 六、申讀弱翻— 一串延遲，其t 預定數量，且該 之一不同相關器 一排序器/後處 準。 4. 如申請專利範 可變配置相關器 5. 如申請專利範 延遲係為一晶片 6 ·如申請專利範 數個訊息碼產生 7. 種 至少一 至少一 可調規模 天線，用 特殊應用 中，各個 器，其 取叢發訊息碼與 該至少一特殊應 性地連接該至少 輸入； 一軟體，當額外 時，用以重新配 電路係具有一集 —排序器/後處 準。 ’各個延遲係將該複數個存取说息碼延遲一 串延避_之备個延遲輸出係輸入至该寺相關杰 ;以及 理器，用β讲列該等相關器之輸出能量位 圍第3項所述之節點Β /基地台’其中’該等 係為可變g己置匹配濾波器。 圍第3項戶斤述之郎點B /基地台 延遲。 圍第3項所述之節點B /基地台 器係以複數個不同延遲，產生 節點B/基地台，其包括： 以接收來自使用者之信號； 積體電路，具有一集用場之可 相關器係以一輪入訊息碼相位 該至少一天線之一輸入天線輪 =積體電路係具有一天線控制 一天線之任何輪出及該等相關 的特殊應用積體電路加入該 置該選擇性連接，各個額外的 用場之可變配置相關器；以及 理器，用以排列該等相關器之 ，其中，各個 ，其中，該複 一組訊息碼。 變配置相關 ，使一輸入存 出產生關聯’ 器，用以選擇 器之任一之一 點Β /基地台 特殊應用積體 輸出能量位

1259011 六、申胥專珂範If 〜 .....一-...…： ......................................—--—-^ 8·如曱請專利範圍苐i項所述之節點β /基地台其中， 變配置相關器係可變配置匹配濾波器。 σ 9·如曱請專利範圍第5項所述之節點Β /基地台，其中， 特殊應用，體電路更包括：複數個訊息碼產生器，且各 息碼產生器所產生之_存取訊息碼係可利用該軟體進行新 配置。 新 I 〇 ·如申請專利範圍第6項所述之節點Β /基地台，其中，各 個訊息碼產生器所產生之該存取訊息碼之一訊息碼相位係 利用該軟體進行重新配置。 μ II · 一種用以組態一節點Β /基地台之一存取叢發偵測器之傷 法’該方法係包括： 提供一相關器庫，該相關器庫係具有複數個相關器，其中， 各個相關器係能夠選擇複數個存取訊息碼其中之一、並使該 存取訊息碼及一輸入信號產生關連，該複數個相關器之各: 相關器係接收該所選擇之訊息碼之一不同延遲版本，且該組 相關器係跨接一預先指定之延遲擴展； 決疋該節點Β /基地台欲服務之一胞元半徑、及相關於該胞 元半徑之一延遲擴展；

若該胞元半徑延遲擴展係大於該預先指定之延遲擴展，則指 派該複數個存取訊息碼之某些存取訊息碼為該等存取訊息碼 之另一些存取訊息碼之延遲版本； 若该胞元半徑延遲擴展係未大於該預先指定之延遲擴展，則 不指派該複數個存取訊息碼之某些存取訊息碼為該等存取訊 息石馬之另一些存取訊息碼之延遲版本；以及

第20頁 1259011 > f+WTWmr . ———— — 利用該相關器庫及該複數個存取訊息碼之該指派步驟，藉以 偵測存取訊息碼。 1^1 第21頁