CN100531439C - 终端初始接入时的信道资源分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线通信系统中终端初始接入时的信道资源分配方法，可为终端分配适合的信道资源，从而有效减少终端之间的相互干扰。根据本发明提供的方法，当RNC决定终端由非专用信道状态向专用信道状态切换时，NodeB可通过接收终端发来的上行信令来测量获取有效的波达角信息及同步定时提前量信息，并将其通过RACH帧发送给RNC，RNC根据所述有效的波达角信息及同步定时提前量信息，可以确定终端的位置，并在通过终端到达基站的角度，为终端分配适合的信道资源。这样，可以有效提高初始分配专用信道资源的效果，减少小区内用户间和小区间的相互干扰。

Description

终端初始接入时的信道资源分配方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别是指一种终端初始接入时的信道资源分配方法。
背景技术
在无线通信系统中，随着用户终端的移动，通信信号的强度的所受到的信号干扰情况也会发生相应变化，基站可根据已知的网络信息，为用户终端分配相关资源，以减少信号干扰，提高通信质量。
在时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中，通过智能天线进行下行波束赋型，可大大减小用户间的下行干扰，同时，基站(Node B)在接收终端发送的上行信号的同时，也可以计算出该信号的到达角度。
在TD-SCDMA系统中，无线接入网与终端之间使用空中接口相连。无线接入网分为Node B与无线网络控制器(RNC)两个子系统，二者之间使用Iub接口相连。其中，RNC根据获得的终端位置信息，可为终端分配适当的无线资源，主要是时隙或频率资源，RNC为相近波束方向的终端分配不同的时隙或频率，可减小用户间干扰，提高用户呼叫质量和切换成功率。
在TD-SCDMA系统中，终端和无线接入网(RAN)之间的连接主要包括以下几种状态：
1、专用信道(DCH)状态(CELL_DCH)：终端与RAN之间存在专用传输信道连接。
2、前向接入信道(FACH)状态(CELL_FACH)：终端与RAN之间不存在专用信道连接，但存在在公共传输信道上的专用逻辑信道连接。
3、寻呼信道(PCH)状态(CELL_PCH)：终端与RAN之间不存在专用信道连接，终端监听PCH，RAN可获悉终端所在的小区。
4、通用地面无线接入网注册区(UTRAN Registration Area，URA)寻呼信道状态(URA_PCH)：终端与RAN之间不存在专用信道连接，终端监听PCH，RAN可获悉终端所在的URA。
5、空闲(IDLE)状态：终端和RAN之间不存在无线资源控制(RRC)连接。
在现有技术中，终端在初始接入时，会测量本频点所有时隙的干扰情况，并把这些干扰值上报给RNC，RNC根据这些干扰值为终端分配干扰最小的时隙。该现有技术的主要缺点，一是终端只能针对同频测量时隙干扰，而无法对于频率间的时隙干扰进行测量，二是在多频点TD-SCDMA小区下，无法测量辅助频点的时隙干扰。由此可见，采用现有技术利用终端对时隙干扰进行测量的方法，无法为终端分配适合的信道资源，使得终端之间的相互干扰较大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种终端初始接入时的信道资源分配方法，可为终端分配适合的信道资源，从而有效减少终端之间的相互干扰。
本发明的技术方案具体如下：
本发明提供一种在无线通信系统中终端初始接入时的信道资源分配方法，包括以下步骤：
A、RNC确定终端由非专用信道状态向DCH状态切换，控制终端向基站发送终端位置测量上行信令；基站接收终端发来的终端位置测量上行信令，测量终端波达角信息和同步定时提前量信息，并将包含所述终端波达角信息和同步定时提前量信息的随机接入信道(RACH)帧发送给RNC，RNC获取该RACH帧中的终端波达角信息和同步定时提前量信息；
B、RNC根据获取的终端波达角信息和同步定时提前量信息，得到终端的位置，并为终端分配信道资源。
所述非专用信道状态为：空闲状态；步骤A中所述终端位置测量上行信令为：RRC连接建立请求。
所述非专用信道状态为：PCH状态或URA_PCH状态；步骤A中所述终端位置测量上行信令为：小区更新请求。
所述非专用信道状态为：FACH状态；步骤A中所述终端位置测量上行信令为：FACH上行信令。在步骤A中所述RNC确定终端由非专用信道状态向专用信道DCH状态切换之后，可进一步包括：
A1、RNC读取最近一次所记录的终端波达角信息和同步定时提前量信息；
A2、RNC判断如步骤A1所述最近一次记录的终端波达角信息是否有效，
如果有效，则执行步骤B，其中，步骤B中所述获取的终端波达角信息和同步定时提前量信息为：步骤A1中所述最近一次所记录的终端波达角信息和同步定时提前量信息；如果无效，则执行所述RNC控制终端向基站发送终端位置测量上行信令的步骤。
所述RNC判断如步骤A1所述最近一次记录的终端波达角是否有效，为判断终端移动最大角度是否小于预设的终端移动角度门限，如果小于预设的终端移动角度门限，则波达角信息有效；否则，波达角信息无效。
所述RNC判断如步骤A1所述最近一次记录的终端波达角是否有效，为判断终端移动最大距离是否小于终端移动距离门限，如果小于终端移动距离门限，则波达角信息有效；否则，波达角信息无效。
所述终端移动最大距离，是根据同步定时提前量、当前时间与保存的波达角系统中的时间之差、预设的终端移动最大速率得到的；所述终端移动距离门限，为预设的终端移动距离门限，或为根据预设的终端移动角度门限得到的终端移动距离门限。
所述步骤A之前，可进一步包括：基站接收终端发来的终端位置测量上行信令，测量终端波达角信息和同步定时提前量信息，并将包含所述终端波达角信息和同步定时提前量信息的RACH帧发送给RNC，RNC获取并记录该RACH帧中的终端波达角信息和同步定时提前量信息。
在本发明提供的上述方法中，所述波达角信息被设置在所述RACH帧中净荷区域中的13比特字段中。所述波达角信息中，可包括1比特的波达角有效指示信息。所述同步定时提前量信息被设置在所述RACH帧中头部Header区域中的8比特字段中。
在本发明提供的上述方法中，所述无线通信系统为：时分同步码分多址TD-SCDMA系统或宽带码分多址WCDMA系统。
本发明提供了一种终端初始接入时的信道资源分配方法，可为终端分配适合的信道资源，从而有效减少终端之间的相互干扰。根据本发明提供的方法，当RNC决定终端由非专用信道状态向专用信道状态切换时，NodeB可通过接收终端发来的上行信令来测量获取有效的波达角信息及同步定时提前量信息，并将其通过RACH帧发送给RNC，RNC根据所述有效的波达角信息及同步定时提前量信息，可以确定终端的位置，并在通过终端到达基站的角度，为终端分配适合的信道资源。这样，可以有效提高初始分配专用信道资源的效果，减少小区内用户间和小区间的相互干扰。
附图说明
图1为本发明提供的随机接入信道(RACH)帧结构示意图；
图2为终端从空闲状态切换到CELL_DCH状态时RNC为终端分配信道资源的实施例流程示意图；
图3为终端从CELL_FACH状态切换到CELL_DCH状态时RNC为终端分配信道资源的实施例流程示意图；
图4为终端从CELL_PCH状态或URA_PCH状态切换到CELL_DCH状态时RNC为终端分配信道资源的实施例流程示意图。
具体实施方式
本发明主要是在无线通信系统中，终端初始接入后，NodeB可通过智能天线测量终端的角度信息和距离信息，RNC根据终端的位置为其分配适合的信道资源。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
在下面的本发明实施例中，将以TD-SCDMA系统为例进行描述，不过，本发明提供的方法并仅限于在TD-SCDMA系统中的应用，也可应用于其他无线通信系统，如宽带码分多址(WCDMA)系统。
为实现本发明的目的，在系统Iub接口上的RACH帧中，需要设置同步定时提前量(TA)信息和波达角(AOA)信息。图1为本发明提供的RACH帧结构示意图。
如图1所示，在RACH帧中的头部(Header)区域设置了8比特的TA字段，用于设置同步定时提前量信息；在净荷(Payload)区域设置了12比特的AOA字段，用于设置波达角信息，其精度为0.1度；在净荷(Payload)区域还设置了1比特的AI字段，用于设置AOA有效指示信息，AI＝1表示该RACH帧中携带的波达角信息有效。
这样，在Iub接口的一个RACH帧中，携带了终端和基站间的角度信息和距离信息，其中，角度信息即波达角信息，而距离信息可通过同步定时提前量信息得到，RNC解析RACH帧中的同步定时提前量信息和波达角信息，然后可根据该信息计算出终端的具体位置，并根据该终端的具体位置为其分配适合的信道资源。
本发明主要提供终端从其他信道状态转变为专用信道(CELL_DCH)状态时的无线信道资源初始分配方法。
图2为终端从空闲状态切换到CELL_DCH状态时RNC为终端分配信道资源的实施例流程示意图。当终端从空闲状态切换到CELL_DCH状态时，NodeB接收终端发送的RRC连接建立请求，测量得到终端的波达角信息和同步定时提前量信息，并将其通过上行RACH帧发送给RNC，这样，RNC可从收到的RACH帧中获取终端波达角信息和同步定时提前量信息，并根据该信息得到终端位置，为终端分配信道资源。具体步骤如下：
步骤201、RNC决定终端切换信道，向终端发起PCH寻呼用户指令；
步骤202、终端向NodeB发送RRC连接建立请求；
步骤203、NodeB接收RRC连接建立请求，并借此测量得到终端的波达角信息和同步定时提前量信息，然后将包含该测量信息的RACH帧发送给RNC；
步骤204、RNC从收到的RACH帧中获取终端波达角信息和同步定时提前量信息，并根据该信息得到终端位置，然后为终端分配信道资源；
步骤205、RNC与NodeB建立专用链路；
步骤206、RNC向终端返回RRC连接建立完成的响应，终端切换到专用信道上。
图3为终端从CELL_PCH状态或URA_PCH状态切换到CELL_DCH状态时RNC为终端分配信道资源的实施例流程示意图。当终端从CELL_PCH状态或URA_PCH状态切换到CELL_DCH状态时，NodeB接收终端发送的小区更新(Cell Update)请求，测量得到终端的波达角信息和同步定时提前量信息，并将其通过上行RACH帧发送给RNC，这样，RNC可从收到的RACH帧中获取终端波达角信息和同步定时提前量信息，并根据该信息得到终端位置，为终端分配信道资源。具体流程如下：
步骤301、RNC决定终端切换信道，向终端发起PCH寻呼用户指令；
步骤302、终端向NodeB发送小区更新请求；
步骤303、NodeB接收小区更新请求，并借此测量得到终端的波达角信息和同步定时提前量信息，然后将包含该测量信息的RACH帧发送给RNC；
步骤304、RNC从收到的RACH帧中获取终端波达角信息和同步定时提前量信息，并根据该信息得到终端位置，然后为终端分配信道资源；
步骤305、RNC与NodeB建立专用链路；
步骤306、RNC向终端返回小区更新完成的响应，终端切换到专用信道。
图4为终端从CELL_FACH状态切换到CELL_DCH状态时RNC为终端分配信道资源的实施例流程示意图。由于CELL_FACH有上行数据业务，因此终端和基站之间会在RACH上连续传输数据帧，NodeB可在接收终端发来的信令时测量终端的波达角信息和同步定时提前量信息，并将其通过RACH帧发送给RNC，RNC获取并记录收到RACH帧中的终端波达角信息和同步定时提前量信息。当终端需要从CELL_FACH状态向CELL_DCH状态切换时，RNC读取最近一次记录的终端波达角信息和同步定时提前量信息，并判断所述终端波达角信息的有效性，如果有效，则可根据该波达角信息和同步定时提前量信息为终端分配信道资源；否则，可重新获取最新的波达角信息和同步定时提前量信息，然后据其为终端分配信道资源。具体流程如下：
步骤401、RNC在FACH上向终端发送下行数据；
步骤402、终端向NodeB发送上行RACH帧；
步骤403、NodeB接收步骤402中所述上行RACH帧，并借此测量得到终端的波达角信息和同步定时提前量信息，然后将包含该测量信息的RACH帧发送给RNC；
步骤404、RNC从收到的RACH帧中获取终端波达角信息和同步定时提前量信息，并记录该信息；
步骤405、RNC决定终端切换信道，读取最近一次所记录的终端波达角信息和同步定时提前量信息；
步骤406、RNC判断在CELL_FACH状态下，如步骤405中所述最近一次终端波达角信息是否有效，如果有效，则直接执行步骤407；如果无效，则执行步骤406A-406C，即RNC向终端重新获取最新的终端波达角信息，然后执行步骤407；
步骤406A、RNC向终端发起一个立即上报测量流程；
步骤406B、终端向NodeB发送上行信令；
步骤406C、NodeB接收步骤406B中所述上行信令，并借此测量得到终端的最新波达角信息和同步定时提前量信息，然后将包含该最新测量信息的RACH帧发送给RNC；
步骤407、RNC根据如步骤405中所述最近一次记录的有效的终端波达角信息和同步定时提前量信息，或根据从步骤406C中所述RACH帧中获取的最新终端波达角信息和同步定时提前量信息，得到终端位置，然后为终端分配信道资源；
步骤408、RNC与NodeB建立专用链路；
步骤409、RNC向终端发送物理信道重配置的指令，终端切换到专用信道上。
在本实施例中，在步骤406中需要判断最近一次记录的终端波达角信息是否有效，可利用RNC记录的最后一个终端波达角信息中的系统时间和RNC记录的最后一个同步定时提前量TA来实现。一般来说，如果终端移动角度超过预设的终端移动角度门限A，则该波达角失效；或者，如果终端移动的最大距离S大于预设的终端移动距离门限S0，则认为波达角失效。其中，所述S0可以通过A估算得到；所述S可通过TA、预设的终端最大移动速率V和当前时间与RNC记录的最后一个终端波达角信息中的系统时间之差dT来得到。
综上所述，本发明提供了一种在无线通信系统中终端初始接入时的信道资源分配方法，可为终端分配适合的信道资源，从而有效减少终端之间的相互干扰。根据本发明提供的方法，当RNC决定终端由非专用信道状态向专用信道状态切换时，NodeB可通过接收终端发来的上行信令来测量获取有效的波达角信息及同步定时提前量信息，并将其通过RACH帧发送给RNC，RNC根据所述有效的波达角信息及同步定时提前量信息，可以确定终端的位置，并在通过终端到达基站的角度，为终端分配适合的信道资源。这样，可以有效提高初始分配专用信道资源的效果，减少小区内用户间和小区间的相互干扰。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (13)

1、一种在无线通信系统中终端初始接入时的信道资源分配方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、无线网络控制器RNC确定终端由非专用信道状态向专用信道DCH状态切换，控制终端向基站发送终端位置测量上行信令；基站接收终端发来的终端位置测量上行信令，测量终端波达角信息和同步定时提前量信息，并将包含所述终端波达角信息和同步定时提前量信息的随机接入信道RACH帧发送给RNC，RNC获取该RACH帧中的终端波达角信息和同步定时提前量信息；
B、RNC根据获取的终端波达角信息和同步定时提前量信息，得到终端的位置，并为终端分配信道资源。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述非专用信道状态为：空闲状态；步骤A中所述终端位置测量上行信令为：无线资源控制RRC连接建立请求。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述非专用信道状态为：寻呼信道PCH状态、或通用地面无线接入网注册区寻呼信道URA_PCH状态；步骤A中所述终端位置测量上行信令为：小区更新请求。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述非专用信道状态为：前向接入信道FACH状态；步骤A中所述终端位置测量上行信令为：FACH上行信令。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤A中所述RNC确定终端由非专用信道状态向专用信道DCH状态切换之后，进一步包括：
A1、RNC读取最近一次所记录的终端波达角信息和同步定时提前量信息；
A2、RNC判断如步骤A1所述最近一次记录的终端波达角信息是否有效，
如果有效，则执行步骤B，其中，步骤B中所述获取的终端波达角信息和同步定时提前量信息为：步骤A1中所述最近一次所记录的终端波达角信息和同步定时提前量信息；
如果无效，则执行所述RNC控制终端向基站发送终端位置测量上行信令的步骤。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述RNC判断如步骤A1所述最近一次记录的终端波达角是否有效，为判断终端移动最大角度是否小于预设的终端移动角度门限，如果小于预设的终端移动角度门限，则波达角信息有效；否则，波达角信息无效。
7、如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述RNC判断如步骤A1所述最近一次记录的终端波达角是否有效，为判断终端移动最大距离是否小于终端移动距离门限，如果小于终端移动距离门限，则波达角信息有效；否则，波达角信息无效。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述终端移动最大距离，是根据同步定时提前量、当前时间与保存的波达角系统中的时间之差、预设的终端移动最大速率得到的；所述终端移动距离门限，为预设的终端移动距离门限，或为根据预设的终端移动角度门限得到的终端移动距离门限。
9、如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤A之前，进一步包括：基站接收终端发来的终端位置测量上行信令，测量终端波达角信息和同步定时提前量信息，并将包含所述终端波达角信息和同步定时提前量信息的RACH帧发送给RNC，RNC获取并记录该RACH帧中的终端波达角信息和同步定时提前量信息。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述波达角信息被设置在所述RACH帧中净荷Payload区域中的13比特字段中。
11、如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述波达角信息中，包括1比特的波达角有效指示信息。
12、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述同步定时提前量信息被设置在所述RACH帧中头部Header区域中的8比特字段中。
13、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无线通信系统为：时分同步码分多址TD-SCDMA系统或宽带码分多址WCDMA系统。
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