CN101164351B - 一种移动通信系统中用户设备接入的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动通信系统中用户设备的接入方法,用户设备与网络侧设备交互用户设备带宽能力信息,网络侧设备根据用户设备带宽能力信息,分配与用户设备带宽能力相匹配的资源给用户设备,允许用户设备接入。本发明适应了长期演进系统中不同带宽能力的用户设备接入。

Description

一种移动通信系统中用户设备接入的方法 
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,具体地说,涉及长期演进(LTE,longterm evolution)移动通信系统中用户设备(UE)接入的方法。 
发明背景 
自从3GPP发布通用移动通信系统(UMTS,Universal MobileTelecommunication System)网络的第一个商用版本Realse99以来,3GPP组织成员持续对网络进行改进,以期获得更多的网络特性和更好的网络性能。图1示出了UMTS网络的演进过程。其中在中期的演进过程中,对现有网络不作太大变动的前提下进行尽可能的优化,引入了HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)以及HSUPA(High Speed UplinkPacket Access),使得WCDMA的无线接入性能获得了重大的提升。长期演进则着眼于对现有网络进行一些本质的革新来提高无线接入网络的系统性能。     
在WCDMA和中期演进系统中,所有用户设备的带宽限定为5M,用户设备的接入过程如图2所示。用户设备接入网络时,包括以下步骤: 
步骤1,用户设备侧的无线资源控制(RRC,Radio Resource Control)向服务无线网络控制器(Serving Radio Network Controller)的RRC通过CCCH信道发送无线资源控制连接请求(RRC Connection Request),基站(NodeB)节点与服务无线网络控制器进行无线链路、Iub数据传输承载、同步的建立; 
步骤2,服务无线网络控制器的RRC通过公共控制信道(CCCH)发送无线资源控制连接建立(RRC Connection Setup)消息, 
步骤3,用户设备侧的RRC将用户设备的无线接入能力携带在RRC Connection Setup Complete消息通过专用控制信道(DCCH)发送给服务无线网络控制器的RRC,服务无线网络控制器的RRC根据无线接入能力进行资源的分配。上述无线接入能力包括双模支持能力、无线链路控制(RLC)能力、安全模式、定位能力等。 
在LTE系统中,由于下行物理层接入技术采用了正交频分复用多接入(OFDMA,Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式,针对不同用户设备可支持具有不同带宽能力,例如,1.25M、2.5M、5M、10M、15M、20M。如果用户设备采用WCDMA和中期演进系统中的接入方法,在OFDMA方式下无法实现为不同的用户设备分配不同的带宽资源。 
发明内容
本发明提供一种移动通信系统中用户设备的接入方法,以适应移动通信系统中不同用户设备的不同带宽能力。 
本发明通过以下技术方案实现:一种移动通信系统中用户设备的接入方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: 
a)用户设备与网络侧设备交互用户设备带宽能力信息, 
b)网络侧设备根据用户设备带宽能力信息,为用户设备分配与该用户设备带宽能力相匹配的资源,允许用户设备接入; 
所述步骤a包括,用户设备发起初始接入,在初始接入过程中,用户设备通过随机接入信道携带用户设备带宽能力信息给网络侧设备。 
较佳地,所述步骤a还包括,网络侧设备收到上报的用户设备带宽能力信息后,向用户设备发送请求确认用户设备带宽能力信息的消息;用户设备向网络侧设备发送确认UE带宽能力的消息。 
较佳地,所述用户设备带宽能力信息包括用户设备支持的带宽大小,所述步骤b包括,网络侧设备为用户设备分配不超过用户设备支持的带宽大小的带宽资源。 
较佳地,所述用户设备支持的带宽大小用编号标识,所述步骤b进一步包括,网络侧设备根据编号标识查找对应的带宽大小。 
较佳地,所述用户设备带宽能力信息包括用户设备支持的带宽大小以及带宽位置,所述步骤b包括,网络侧设备根据带宽位置确定载波频率,为用户设备分配不超过用户设备支持的带宽大小的带宽资源。 
较佳地,所述带宽位置用相对频率偏移、带宽一一对应来表示,所述网络侧设备根据带宽位置确定载波频率包括,根据相对频率偏移和带宽确定载波标识,根据载波标识确定载波频率。 
较佳地,所述带宽位置用绝对频率偏移、带宽一一对应来表示。 
较佳地,在步骤b中允许用户设备接入之后,该方法进一步包括,用户设备发起无线资源控制链接建立请求消息,网络侧设备返回用户设备无线资源控制链接建立响应消息。 
较佳地,所述移动通信系统为长期演进移动通信系统,所述网络侧设备为演进NodeB节点。 
采用本发明提供的接入方法,通过UE与网络设备交互用户设备带宽能力信息,使得用户设备获知UE的带宽能力,并为UE分配合适的资源,适应了移动通信系统中不同带宽的用户设备接入,能够很好地支持基站实现灵活的下行发射,从而更好地满足用户设备需求,并且,本发明在初始接入的过程中就携带UE带宽能力,能够为用户设备快速地分配资源,减小时延且节约空口资源。 
附图简要说明 
图1示出了UMTS网络的演进。 
图2为WCDMA系统中用户的接入过程。 
图3为简化的LTE系统结构示意图。 
图4示出了一种eNodeB节点和网关节点(GW)内部功能层。 
图5示出了采用子带调度的示例。 
图6为本发明实施例1接入过程示意图。 
图7为本发明实施例2接入过程示意图。     
图8示出了由带宽和绝对频率偏移标识的载波。 
图9表示载波标识、带宽、相对频率偏移的对应关系。 
图10为资源分配示意图。 
实施本发明的方式 
LTE是一个宽带系统,最大可占用20M带宽,在该系统中不同的用户设备可具有不同的带宽能力。WCDMA和中期演进系统的接入方法中,尽管在RRC Connection Setup Complete消息里携带了用户设备的无线接入能力信息,但并没有携带用户设备所能支持的带宽能力信息,另一方面,如果在RRC Connection Setup Complete消息里携带户设备所能支持的带宽能力信息,由于该信息是在无线资源控制连接建立后才上报给网络侧,因此无法给用户设备快速分配资源,反而会造成资源的浪费。 
为使本发明清楚、明白,以下结合附图对本发明进行详细的说明和描述。 
长期演进系统由传统的基站(NodeB)、无线网络控制器(RNC)和核心网(CN)的三层节点的网络结构,简化为了演进的NodeB(eNodeB)和eNodeB以上节点这种简单的两层节点结构,该网络结构参见图3, 图3为简化的LTE系统结构示意图。eNodeB以上节点100也可以被称为网关节点(GW)或中央节点。各个eNodeB节点110之间无直接物理连接以便减少节点间的互连成本。用户设备(UE)与网络的eNodeB节点110建立无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)管理关系。 
如图4所示,图4示出了一种eNodeB节点和网关节点(GW)内部功能层。其中,eNodeB节点包括采用混合自动重传机制(HARQ)的物理层(PHY)、媒体接入控制(MAC)、低层部分的RRC、RRM、以及测量规定(Measurement Provision),eNodeB节点的测量配置功能可以在eNodeB节点内,也可置于无线资源管理服务器(RRM Server)内;网关节点包括网关用户面和网关控制面,网关用户面包括用户面(UserPlane)、PDCP,网关控制面包括移动性管理(MM)实体、无线接入承载(RAB)控制。无线承载(RB)控制、连接移动性控制(ConnectionMobility Control)、高层部分的RRC可位于eNodeB节点或者网关节点或者无线资源管理服务器内。与WCDMA系统相比,LTE系统没有RNC节点,但RNC节点的功能被分解到了eNodeB节点和网关节点。UE通过eNodeB节点110和网关节点建立连接,实现语音通话或数据传输等移动通信业务。 
由于LTE是一个宽带系统,宽的信道通常出现频率选择性衰落。也就是说,在某一时刻,某一用户设备的在某带宽内的子载波上的衰落可以认为是相同的,但其它的子载波上的衰落不能认为子载波上的衰落相同了,而且不同用户设备的衰落通常是不一样的。例如,用户设备1在子载波1与子载波2上的衰落相同,但与子载波4上的衰落可能不同。如果获知了各个用户设备在各个子载波上的衰落值,那么就可以为不同用户设备尽量选择它们各自条件比较好的子载波来传输数据,从而使得绝大部分用户设备的传播条件都比较好,实现多用户分集增益,提高了 频谱效率。由于衰落是时变的,子载波的分配需要不停更新,因此需要OFDM在频域上调度。如图5所示,图5示出了采用子带调度的示例。时域中的符号可按照一定的调度策略,根据信道环境承载在不同的子带上发送。 
实施例1 
参见图6所示,图6为本发明接入过程示意图。在初始接入时,包括以下步骤: 
步骤1,UE发起初始接入,在初始接入过程中,与eNodeB节点的MAC进行UE带宽能力信息的交互,并通过随机接入信道(RACH)携带随机接入标识、小区标识、下行信干比信息外,还携带UE带宽能力信息上报给eNodeB节点的MAC; 
步骤2,eNodeB节点的MAC向RRM报告UE带宽能力信息,RRM根据收到的UE带宽能力信息,调度和分配不超过带宽能力的带宽资源,通过下行L1/L2的控制信道给UE,允许该UE接入; 
步骤3:UE发起RRC链接建立请求消息; 
步骤4:eNodeB节点的RRC发回给UE RRC链接建立响应消息。 
实施例2 
为提高UE与eNodeB节点交互UE带宽能力信息的可靠性,可采用三次握手的方式。参见图7所示,图7为本发明接入过程示意图。在初始接入时,包括以下步骤: 
步骤1,UE发起初始接入,在初始接入过程中,与eNodeB节点的MAC进行UE带宽能力信息的交互,通过随机接入信道(RACH)携带随机接入标识、小区标识、下行信干比信息外,还携带UE带宽能力信息上报给eNodeB节点的MAC; 
步骤2,eNodeB节点的MAC向UE发送请求确认UE带宽能力消 息; 
步骤3,UE向eNodeB节点的MAC发送确认UE带宽能力的消息; 
步骤4,eNodeB节点的RRC向RRM报告UE带宽能力信息,RRM根据收到的UE带宽能力信息,调度和分配不超过带宽能力的带宽资源,通过下行L1/L2的控制信道给UE,允许该UE接入; 
步骤5:UE发起RRC链接建立请求消息; 
步骤6:eNodeB节点的RRC发回给UE RRC链接建立响应消息。 
在上述两实施例中,所述带宽能力信息可以仅包括带宽大小,也可包括带宽大小、和带宽的位置即载波频率偏移。其中载波频率偏移可采用相对频率偏移标识方式和绝对频率偏移标识方式。参见图8所示,图8示出了由带宽和绝对频率偏移标识的载波,例如,(10,2.5)表示带宽为10M,频率偏移为2.5M。图9表示载波标识、带宽、相对频率偏移的对应关系。例如,载波标识为4的载波,对应的带宽为15 M,相对于系统的频率偏移为3.75M。 
当带宽能力信息仅包括带宽大小时,可对UE带宽能力进行编号,比如系统支持1.25M、2.5M、5M、10M、15M、 20M这六种带宽能力,则可以分别用000、001、010、011、100、101来表示;如果为了减少系统的复杂性,比如只支持5M、10M、15M、20M这四种,那么就可以分别用00、01、10、11表示;如支持10M、20M,则分别用0、1表示,也可选择分别用00、11表示,以在不增加过多比特数的情况下以增强检测的可靠性。eNodeB节点的RRM收到编号信息后,查找对应的带宽能力,为UE分配不超过其带宽能力的带宽资源。 
当带宽能力信息包括带宽大小、和带宽的位置时,eNodeB节点的RRM根据带宽的位置,确定对应的载波频率,例如,根据带宽、和相对频率偏移查找对应的载波标识,根据载波标识确定载波频率。然后根 据带宽大小分配不超过带宽能力的带宽资源。参照图10所示,图10为    资源分配示意图。例如对于UE7,可在图中所示的带宽位置、以不超过其带宽大小的资源进行下行发送,而将剩余带宽分配给其他用户。 
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种移动通信系统中用户设备的接入方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
a)用户设备与网络侧设备交互用户设备带宽能力信息,
b)网络侧设备根据用户设备带宽能力信息,为用户设备分配与该用户设备带宽能力相匹配的资源,允许用户设备接入;
步骤a包括,用户设备发起初始接入,在初始接入过程中,用户设备通过随机接入信道携带用户设备带宽能力信息给网络侧设备。
2.根据权利要求1所述的接入方法,其特征在于,所述步骤a还包括,网络侧设备收到上报的用户设备带宽能力信息后,向用户设备发送请求确认用户设备带宽能力信息的消息;用户设备向网络侧设备发送确认UE带宽能力的消息。
3.根据权利要求1或2所述的接入方法,其特征在于,所述用户设备带宽能力信息包括用户设备支持的带宽大小,所述步骤b包括,网络侧设备为用户设备分配不超过用户设备支持的带宽大小的带宽资源。
4.根据权利要求3所述的接入方法,其特征在于,所述用户设备支持的带宽大小用编号标识,所述步骤b进一步包括,网络侧设备根据编号标识查找对应的带宽大小。
5.根据权利要求1或2所述的接入方法,其特征在于,所述用户设备带宽能力信息包括用户设备支持的带宽大小以及带宽位置,所述步骤b包括,网络侧设备根据带宽位置确定载波频率,为用户设备分配不超过用户设备支持的带宽大小的带宽资源。
6.根据权利要求5所述的接入方法,其特征在于,所述带宽位置用相对频率偏移、带宽一一对应来表示,所述网络侧设备根据带宽位置确定载波频率包括,根据相对频率偏移和带宽确定载波标识,根据载波标识确定载波频率。
7.根据权利要求5所述的接入方法,其特征在于,所述带宽位置用绝对频率偏移、带宽一一对应来表示。
8.根据权利要求1或2所述的接入方法,其特征在于,在步骤b中允许用户设备接入之后,该方法进一步包括,用户设备发起无线资源控制链接建立请求消息,网络侧设备返回用户设备无线资源控制链接建立响应消息。
9.根据权利要求1所述的接入方法,其特征在于,所述移动通信系统为长期演进移动通信系统,所述网络侧设备为演进NodeB节点。
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