CN101232718A - 一种测距方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测距Ranging方法、设备及相应的系统，包括：在Ranging过程中当基站判断出Ranging达到成功状态时，由发送给终端的UL－MAP消息指示Ranging达到成功状态，并携带测距信息，继续进行所述Ranging过程。采用本发明提供的技术方案可以减少Ranging过程中网络侧下发的消息，提高带宽利用率。

Description

一种测距方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线系统中的测距(Ranging)方法、设备和相应的无线接入系统。

背景技术

在无线通信系统中，为了在终端和网络之间维护无线通信链路的质量，需要一种机制来调整终端和网络的相对时间、发送功率和频偏等参数，这一过程被称为Ranging。在正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division MultiAccess，OFDMA)系统中，Ranging有三种：

1)基于竞争的初始Ranging；

2)周期性的Ranging；

3)切换过程中的Ranging。

三种Ranging方式的最基本区别在于所用的CDMA码来自于不同的集合。

初始Ranging作用于网络初始接入的时候，此时终端已经同步上了网络的下行数据，并且得到了上行的一些配置参数，但是需要随机的选择接入时隙以及CDMA码字；

周期性的Ranging目的在于检测无线链路的状况改变，一旦无线链路的状况发生变化，就需要作出相应的参数调整；

切换过程中的Ranging和初始Ranging类似，但有可能目标基站(BaseStation，BS)已经为终端预先分配好了相关Ranging资源。

Ranging过程包含了相对时间差(Relative Time Difference，RTD)的测量。RTD的测量在网络接入、切换以及位置业务(LoCation Services，LCS)定位中有很重要的意义。网络接入和切换的时候，如果没有测量出RTD，就无法做到上行数据的传输。因为一个BS下可能有很多终端，而每一个终端和BS之间的距离都是不一样的，所以每个终端信号到达BS的时刻都不一样。于是，终端和BS都需要知道终端和BS之间当前的RTD，这样两端的时间轴才能自由换算。在LCS定位的时候，RTD是一个很重要的参数。它定义了终端到BS的距离。在观察到达时间差(Observed Time Difference Of Arrival，OTDOA)定位方式中，测量出RTD就可以得到终端到两个BS的距离差，从而计算出终端当前的位置。在小区标识(Cell-ID)/RTD定位方式中，在确定了终端所在的小区以后，如果知道了RTD就能把定位区域从一个小区缩小到一个到BS等距的圆环上，达到了增加定位精度的效果。

在目前WiMax系统中，对于基于竞争的初始Ranging描述如下：

1、终端同步上BS的下行数据，解析BS广播的上行传输参数，然后随机选择一个Ranging时隙和CDMA码字，发送给BS。

2、BS收到CDMA码字以后，广播RNG-RSP(测距响应)消息。因BS无法判断是所收到的CDMA码字是哪个终端发送的，则发送RNG-RSP消息，RNG-RSP消息中包含该CDMA码字，以及接收到该CDMA码字的Ranging时隙。这样，终端就可以依据BS广播的RNG-RSP消息中的信息来判断这个RNG-RSP消息是否是针对自己的。RNG-RSP消息中还包括时间、功率以及频偏上的一些调整信息和Ranging的状态信息。

3、如果RNG-RSP消息中指示Ranging的状态信息是继续(continue)，终端需要按照RNG-RSP消息中的调整信息进行调整，然后继续进行CDMA码字的发送。

4、如果RNG-RSP消息中指示Ranging的状态信息是成功(success)，BS同时还会在发送的UL-MAP(上行资源对应表)消息中携带CDMA-Allocation-IE(CDMA分配信元)。CDMA-Allocation-IE的作用在于指示一个物理资源，终端可以用于发送RNG-REQ(测距请求)消息。

5、BS在收到RNG-REQ消息以后就用RNG-RSP作为响应，这次的RNG-RSP消息中包含了一个分配给终端的基本连接标识(CID)。至此，初始Ranging过程完成。

6、终端维护一个时钟，终端必须在此时钟到期前收到RNG-RSP。

上述现有技术中，如果CDMA-Allocation-IE是在上述状态指示为success的RNG-RSP消息之前发送，则终端相当于已经知道了Ranging的状态为成功状态。BS发送指示success的RNG-RSP消息意义不大，还占用了下行的数据带宽。相反，如果CDMA-Allocation-IE是在上述指示success的RNG-RSP消息之后发送，则增加了终端不必要的接入时延。

发明内容

本发明的实施例提供一种Ranging方法、设备及系统，减少Ranging过程中网络侧下发的消息，提高带宽利用率以及减少接入时延，提高Ranging效率。

本发明实施例提供一种无线系统中测距Ranging方法，包括：

在Ranging过程中，当基站判断出Ranging达到成功状态时，发送给终端上行资源对应表UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带测距信息；继续进行所述Ranging过程。

本发明实施例还提供一种无线接入系统，包括基站和无线终端，所述基站包括：

第一功能单元，用于与终端执行Ranging过程，且当判断出与终端的Ranging达到成功状态时，发送给终端UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带有测距信息；

所述无线终端包括：

第二功能单元，用于与基站执行所述Ranging过程；且当接收到基站发送的所述UL-MAP消息后，并解析出所述Ranging达到成功状态时，在所述UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息。

本发明实施例还提供一种基站，包括：

第一功能单元，用于与终端执行Ranging过程，且当判断出与终端的Ranging达到成功状态时，发送给终端UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带有测距信息。

本发明实施例还提供一种无线终端，包括：

第二功能单元，用于与基站执行Ranging过程；且当接收到基站发送的携带有测距信息并用于指示Ranging达到成功状态的UL-MAP消息后，并解析出所述Ranging达到成功状态时，在所述UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息。

上述技术方案中，采用当基站判断出Ranging达到成功状态时，不再发送指示Ranging状态是成功(success)的RNG-RSP消息；仅发送UL-MAP消息，由发送给终端的UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，并携带测距信息。因此在Ranging过程中，不需要再发送指示Ranging状态是success的RNG-RSP消息，相对于现有技术，减少了Ranging过程中网络侧下发的消息数量，节约了发送指示Ranging状态是success的RNG-RSP消息所占用的下行数据带宽，可以减少初始Ranging过程中终端的接入时延，并提高其它Ranging过程的执行效率。

附图说明

图1为本发明实施例Ranging方法信令流程示意图；

图2为本发明实施例提供的CDMA-Allocation-IE构成示意图；

图3为本发明实施例提供的无线接入系统结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

参见图1，为本发明实施例Ranging方法信令流程示意图，包括：

1、终端随机选取或者按照已经协商好的物理资源(如符号、子信道、CDMA码等)发送CDMA码字给BS；

2、如果BS发现一次调整不能达到success状态，则按照现有技术的Ranging过程发送RNG-RSP消息，在该RNG-RSP消息中指示Ranging的状态信息是continue；

3、终端按照指示Ranging的状态信息是continue的RNG-RSP消息中的调整信息，进行相应的参数调整，然后继续进行CDMA码字的发送；步骤1和2可能重复多次，直到达到Ranging的success状态；

4、BS判断出已达到Ranging的success状态后，可以发送给终端UL-MAP消息，该UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带有测距信息，所述测距信息也即是现有技术中原先用以指示所述Ranging达到success状态的RNG-RSP消息所携带的全部或部分信息，所述测距信息包括以下信息的任意一种或其组合：测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、时间调整、频率调整、功率调整、Qos参数和终端的MAC地址。终端与网络侧可以预先约定由UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE代表Ranging达到success状态；或者由UL-MAP消息携带用以指示Ranging达到成功状态的标识信息，例如，由UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE携带用以指示Ranging达到成功状态的标识信息，或者，也可以由UL-MAP消息中的新增信元来指示Ranging达到成功状态。所述测距信息也可以CDMA-Allocation-IE携带。

一个可能的CDMA-Allocation-IE的构成如图2所示，所述CDMA-Allocation-IE携带有测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、终端的MAC地址等等参数信息。

5、如果终端与网络侧已预先约定好由CDMA-Allocation-IE同时代表Ranging达到success状态，则当终端接收到基站发送的UL-MAP消息并解析出消息中携带有CDMA-Allocation-IE时，并且根据消息中携带的测距信息判定所述广播消息是针对自己的，例如可以根据测距信息中的测距码属性和当时终端发送CDMA码字的时刻是否相同来判定，即确定出此终端的Ranging达到success状态，终端在CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息；

或者当终端接收到基站发送的UL-MAP消息并解析出用于指示success状态的标识信息，并且根据消息中携带的测距信息判定所述广播消息是针对自己的，例如可以根据测距信息中的测距码属性和当时终端发送CDMA码字的时刻是否相同来判定，确定出Ranging达到success状态，终端在CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息；

所述测距信息中的MS/SS的MAC地址也可以用于判定所述广播消息是否是针对本终端的。

6、BS收到RNG-REQ消息后，返回RNG-RSP消息，根据不同Ranging过程，在RNG-RSP消息中携带不同的信息；例如：当执行初始Ranging过程时，携带网络侧分配给终端的CID以及相关其他信息。

以上对本发明实施例1的Ranging方法进行了描述，由上述流程可知，由于本发明实施例在Ranging过程中，不再发送指示Ranging状态是success的RNG-RSP消息，而是通过UL-MAP消息来指示Ranging达到成功状态，并携带测距信息，所述测距信息也即现有技术中用以指示Ranging达到成功状态的RNG-RSP消息所包含的全部或部分信息，因此，相对于现有技术，减少了Ranging过程中网络侧下发的消息数量，节约了用于发送指示Ranging状态是success的RNG-RSP消息所占用的下行数据带宽。这样，当Ranging状态为success时，BS可以及时发送UL-MAP消息，并可以通过CDMA-Allocation-IE携带发送RNG-REQ消息的物理资源；终端获取到用于发送RNG-REQ消息的物理资源后，尽早使用CDMA-Allocation-IE中指示的物理资源发送RNG-REQ消息，从而达到减少初始Ranging过程中终端的接入时延，并提高其它Ranging过程的执行效率。

图3为实现本发明上述实施例1的Ranging方法的一种无线接入系统结构示意图，包括基站和无线终端，所述基站包括：

第一功能单元，用于与终端执行Ranging过程，且当判断出与终端的Ranging达到成功状态时，发送给终端UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带有测距信息；

所述无线终端包括：

第二功能单元，用于与基站执行所述Ranging过程；且当接收到基站发送的所述UL-MAP消息后，并解析出所述Ranging达到成功状态时，在所述UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息。

所述测距信息可以包括以下信息的任意一种或其组合：测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、时间调整、频率调整、功率调整、Qos参数和终端的MAC地址。

本发明不限定所述测距信息还可以携带其它参数信息。

因此，从上述对系统和设备的描述可知，该方案可以减少Ranging过程中网络侧下发的消息，提高带宽利用率以及减少接入时延提高Ranging效率

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种无线系统中测距Ranging方法，其特征在于，包括：

在Ranging过程中，当基站判断出Ranging达到成功状态时，发送给终端上行资源对应表UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带测距信息；

继续进行所述Ranging过程。

2.如权利要求1所述的Ranging方法，其特征在于，终端与网络侧预先约定由所述UL-MAP消息中的CDMA分配信元CDMA-Allocation-IE代表Ranging达到成功状态；当终端接收到基站发送的UL-MAP消息并解析出消息中携带有CDMA-Allocation-IE时，在该CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送测距请求RNG-REQ消息。

3.如权利要求1所述的Ranging方法，其特征在于，所述UL-MAP消息中携带有指示Ranging达到成功状态的标识信息；当终端接收到基站发送的UL-MAP消息并解析出所述标识信息时，在所述UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息。

4.如权利要求3所述的Ranging方法，其特征在于，所述标识信息包括所述UL-MAP消息的一个信元。

5.如权利要求2至4中任意一项所述的Ranging方法，其特征在于，基站收到所述RNG-REQ消息后，返回测距响应RNG-RSP消息。

6.如权利要求1所述的Ranging方法，其特征在于，所述测距信息由UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE携带。

7.如权利要求6或者1至3中任意一项所述的Ranging方法，其特征在于，所述测距信息包括以下信息的任意一种或其组合：

测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、时间调整、频率调整、功率调整、Qos参数和终端的MAC地址。

8.一种无线接入系统，包括基站和无线终端，其特征在于，所述基站包括：

第一功能单元，用于与终端执行Ranging过程，且当判断出与终端的Ranging达到成功状态时，发送给终端UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带有测距信息；

所述无线终端包括：

第二功能单元，用于与基站执行所述Ranging过程；且当接收到基站发送的所述UL-MAP消息后，并解析出所述Ranging达到成功状态时，在所述UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息。

9.如权利要求8所述的无线接入系统，其特征在于，所述测距信息包括以下信息的任意一种或其组合：

测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、时间调整、频率调整、功率调整、Qos参数和终端的MAC地址。

10.一种基站，其特征在于，包括：

第一功能单元，用于与终端执行Ranging过程，且当判断出与终端的Ranging达到成功状态时，发送给终端UL-MAP消息，所述UL-MAP消息指示Ranging达到成功状态，所述UL-MAP消息还携带有测距信息。

11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，所述测距信息包括以下信息的任意一种或其组合：

测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、时间调整、频率调整、功率调整、Qos参数和终端的MAC地址。

12.一种无线终端，其特征在于，包括：

第二功能单元，用于与基站执行Ranging过程；且当接收到基站发送的携带有测距信息并用于指示Ranging达到成功状态的UL-MAP消息后，并解析出所述Ranging达到成功状态时，在所述UL-MAP消息中的CDMA-Allocation-IE指配的物理资源上发送RNG-REQ消息。

13.如权利要求12所述的无线终端，其特征在于，所述测距信息包括以下信息的任意一种或其组合：

测距码属性、基本连接标识、主要管理连接标识、时间调整、频率调整、功率调整、Qos参数和终端的MAC地址。

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