CN101389121A - 一种随机接入方法、系统及其组成模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及移动通信系统中的随机接入方法、系统及组成模块，尤其涉及包含透明中继的移动通信系统中的随机接入方法、系统及组成模块，通过本发明解决了透明中继上报随机接入信息数量大的技术问题。本发明在透明中继端通过上报限定条件对随机接入信息进行过滤，满足上报条件的进行上报，不满足条件的不上报。本发明在基站端通过信令将上报限定条件及上报方式配置给透明中继，易于集中管理与控制。通过本发明能够减少随机接入信息的上报量，降低中继链路上的信令负载，减轻基站的处理负荷。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的随机接入技术领域，尤其涉及一种通过透明中继进行随机接入的方法、系统及组成模块。
背景技术
为了满足系统对全覆盖和高容量的需求，在未来的移动通信系统(如:B3G系统)中将可能大量使用中继节点(Relay Station，RS)，简称中继。中继节点用于在节点(包括基站、中继节点或用户终端)之间转发用户数据或控制信令。与基站相比，RS具有布置灵活，成本低的优点，可以节约建网成本。RS的引入可以提高系统容量，增大小区覆盖，提高传输速率等。
中继节点分透明中继和非透明中继。透明中继不发送下行同步信道、系统配置和资源分配广播消息。非透明中继节点能够发送自己的下行同步信道、系统配置和资源分配广播消息。
图1为中继节点的应用场景示意图，从图中可以看出，透明RS的覆盖范围完全落在基站(BS)的覆盖范围之内，而非透明RS的覆盖范围可以有部分或全部位于基站的覆盖范围之外。通常，用于提供热点覆盖的RS就是透明RS，而用于扩大覆盖范围、解决阴影效应的RS为非透明RS。
在移动通信系统中，进行上行数据传输需要满足一种特有的传输条件，即上行同步。其目的是使来自不同距离的不同终端的上行信号能同步到达基站/中继。上行同步能够给系统带来很多的好处:如降低相邻时隙间信号的干扰，改善系统性能，简化基站/中继接收机的设计等。因此，处于非同步状态终端，在发送上行数据前，需要使用随机接入过程来建立与网络的上行同步，然后才能在同步方式下进行后续传输。已有的随机接入方案的基本机制是:在多个可供选择的随机接入前导序列(Random Access Preamble，以下简称为Preamble)中，终端随机选择一个并在随机接入信道(Random Access Channel，以下简称为RACH)上发送，网络收到后计算出该前导信号的实际到达时间与预期到达时间的偏差，然后将其作为定时调整量(Timing Alignment，以下简称TA)放在随机接入响应(Random Access Response)中发送给终端，终端收到后按照TA调整上行消息的发送时间，即可建立与网络的上行同步。在基站/非透明中继的场景中，随机接入方案的流程如图2所示，以下对各步骤进行描述:
步骤1、终端在所有可用的Preamble中随机选择一个，并在RACH上发送。
步骤2、基站/非透明中继对RACH信道进行检测，若监测到Preamble，则计算该Preamble对应的TA；
步骤3、基站/非透明中继发送对该Preamble的随机接入响应，随机接入响应中包含TA信息和基站为用户分配的C-RNTI(Cell Radio Network TemporaryIdentifier)；
步骤4、终端在收到随机接入响应后，根据其中的TA信息，调整上行信号的发送定时提前量。
在完成了随机接入过程之后，终端和基站/非透明中继间就可以进行上行数据传输了。
在有透明中继的场景中，随机接入方案的流程如图3所示:
步骤1、终端在所有可用的Preamble中随机选择一个，并在RACH上发送；
步骤2、基站和透明中继都会对RACH信道进行检测，若监测到Preamble，则基站和透明中继都会记录所收到的Preamble的接收功率并计算该Preamble对应的TA；
步骤3、透明中继向所属基站上报所检测到的随机接入信息，随机接入信息中包含:
a.所收到的Preamble的标识信息，如编号；
b.所收到的Preamble的接收功率；
c.所收到的Preamble对应的TA；
d.所收到的Preamble的时间信息，即Preamble到达中继的时间。
步骤4、基站根据自己的测量以及所辖透明中继发送过来的随机接入信息，选择基站或某一个透明中继为发起随机接入的终端提供服务；
步骤5、基站向用户终端发送对该Preamble的随机接入响应，随机接入响应中包含:
a.TA信息(基站为该终端所选定的服务节点所计算出的TA)；
b.基站为用户终端分配的临时标识号，即C-RNTI；
步骤6、终端在收到基站对其所发送的Preamble的随机接入响应后，根据其中的TA信息，调整上行信号的发送定时提前量。
在完成了上述随机接入过程之后，终端和基站/透明中继间就可以进行上行数据传输了。
在现有的有透明中继参与的随机接入方案中，未对透明中继向所属基站上报的随机接入信息做必要的限定，这样可能会导致透明中继上报的随机接入信息过多，造成中继链路上无线资源的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种随机接入方法，能够解决透明中继上报随机接入信息过多的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种随机接入方法，当透明中继检测到终端发送的随机接入前导序列时，向基站上报随机接入信息，在所述透明中继上报所述随机接入信息之前，所述透明中继根据一个或多个上报限定条件对所述随机接入信息进行过滤，满足所述一个或多个上报限定条件的上报，不满足的不上报。
基于上述方案，根据所述上报限定条件，当所述透明中继所检测到的随机接入前导序列的接收功率大于设定门限时，所述透明中继上报所述随机接入信息，否则不上报。
基于上述方案，根据所述上报限定条件，当所检测到的随机接入前导序列的实际到达时间与其预期到达时间的偏差小于预设门限时，所述透明中继上报所述随机接入信息，否则不上报。
基于上述方案，根据所述上报限定条件，当所述透明中继的业务负荷小于预设门限时，所述透明中继上报所述随机接入信息，否则不上报。
基于上述方案，根据所述上报限定条件，当所述透明中继检测到有随机接入前导序列发生碰撞时，上报所述发生碰撞的随机接入前导序列对应的随机接入信息，否则不上报。
基于上述方案，所述上报限定条件及所述上报限定条件的优先级和相互制约关系，由所述基站进行配置，并通过信令配置给所述透明中继。
基于上述方案，进一步地，所述透明中继可通过专用信道或共享信道两种方式上报所述随机接入信息。
基于上述方案，所述透明中继上报所述随机接入信息的方式由所述基站通过信令配置给所述透明中继。
基于上述方案，所述随机接入信息包括:所述随机接入前导序列的标识信息；所述随机接入前导序列的接收功率；所述透明中继计算出的所述随机接入前导序列对应的定时调整量；所述随机接入前导序列的时间信息；所述透明中继检测到的发生碰撞的随机接入前导序列标识信息，所述透明中继上报的随机接入信息包含上述随机接入信息中的一个或多个。
本发明的另一目的是提供透明中继随机接入模块，为达到此目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种透明中继随机接入模块，至少包括:随机接入模块，用于接收随机接入请求及生成待上报的随机接入信息；上报模块，用于向基站上报所述随机接入信息；上报限定模块，用于根据上报限定条件对所述待上报的随机接入信息进行过滤。
基于上述方案，所述基站随机接入模块还包括:上报方式配置模块，用于为所述透明中继配置上报所述随机接入信息的方式，并通过信令配置给所述透明中继。
本发明的另一目的是提供一种基站随机接入模块，为达到此目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种基站随机接入模块，至少包括:
随机接入处理模块，用于接收随机接入请求及透明中继上报的随机接入信息；随机接入响应模块，用于响应随机接入请求及根据选择条件为终端选择服务节点；上报限定条件配置模块，用于对上报限定条件、上报限定条件的优先级及相互制约关系进行配置，并通过信令配置给所述透明中继。
本发明的另一目的是提供一种基站随机接入系统，为达到此目的，本发明的技术方案是这样实现的:
一种随机接入系统，包括透明中继随机接入模块、基站随机接入模块，透明中继随机接入模块至少包括:
随机接入模块，用于接收随机接入请求及生成待上报的随机接入信息；上报模块，用于向基站上报随机接入信息；上报限定模块，用于根据上报限定条件对所述待上报的随机接入信息进行过滤。
基站随机接入模块至少包括:随机接入处理模块，用于接收随机接入请求及透明中继上报的随机接入信息，并根据所述随机接入信息为终端选择服务节点；随机接入响应模块，用于响应随机接入请求；上报限定条件配置模块，用于对上报限定条件、上报限定条件的优先级及相互制约关系进行配置，并通过信令配置给所述透明中继。
基于上述方案，所述基站随机接入模块还包括:上报方式配置模块，用于通过信令为所述透明中继配置上报所述随机接入信息的方式。
通过本发明提出的随机接入方案，能够为透明中继配置上报限定条件，通过上报限定条件过滤随机接入信息，从而减少透明中继向基站上报的随机接入信息，降低中继链路上的信令负载，减轻基站的处理负荷。
附图说明
图1为中继的应用场景图；
图2为基站或非透明中继随机接入的处理流程图；
图3为透明中继的随机接入处理流程图；
图4为本发明所揭示的透明中继的测量上报流程图；
图5为本发明所揭示的基站随机接入服务节点选择流程图；
图6为本发明所揭示的随机接入系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案的核心思想是，为透明中继向所属基站上报随机接入信息设立一定的条件，使透明中继对自己所获得的随机接入信息进行一定的过滤和筛选，只有当条件满足时，透明中继才向所属基站上报随机接入信息。通过设定上报限定条件，可避免上报多余的无用信息，避免造成中继链路资源的浪费和基站负载的加重。
本发明涉及到网络侧的透明中继节点和基站节点，图4为透明中继的测量上报流程，其具体的实施步骤如下:
步骤1:RS接收并检测preamble；
在这一步骤中，RS根据采用的检测算法对preamble进行检测，如果没有检测到，则进入下一检测周期继续检测；如果检测成功，进入下一步骤。
步骤2:RS根据预设的上报限定条件对检测到的preamble对应的随机接入信息进行筛选，若满足上报条件，执行步骤3，否则结束本次上报流程。
可能的需要上报的随机接入信息包括:
A、所收到的Preamble的标识信息，如编号；
B、所收到的Preamble的接收功率；
C、所收到的Preamble对应的TA；
D、所收到的Preamble的时间信息；
E、检测到碰撞的Preamble的标识信息，如编号；
根据基站设置，在满足随机接入信息上报限定条件的情况下，透明中继将上述信息上报给所属基站。
可选择的随机接入信息上报限定条件包括:
(1)当所检测到的Preamble的接收功率达到或大于预设门限时，透明中继才向所属基站上报随机接入信息；
(2)当所检测到的Preamble的实际到达时间与预期到达时间偏差小于预设门限时，透明中继才向所属基站上报随机接入信息；
(3)当透明中继的业务负荷小于预设门限时，才向所属基站上报随机接入信息；
(4)当透明中继检测到有Preamble发生碰撞时，上报发生碰撞的Preamble对应的随机接入信息；
随机接入信息上报限定条件包括但不局限于上述几种情况。中继所使用的限定条件由所属的基站进行配置。基站为中继配置的限定条件可以大于等于一个。当基站为中继配置的限定条件大于一个时，基站还需为多个限定条件的优先级及相互制约关系进行配置。上述上报限定条件由基站设定，并通过信令配置给所辖的透明中继，其中包含判定参数，如Preamble的实际到达时间与预期到达时间之间允许的偏差范围，透明中继允许的业务负荷门限等。
步骤3:终端向基站上报随机接入信息。
根据基站设置，在上报限定条件满足时，透明中继才向所属基站上报随机接入信息。随机接入信息上报给基站可以通过如下两种方式进行:
(1)通过专用信道方式上报:在基站和透明中继间建立专用的信令信道，通过该专用信令信道将随机接入信息上报给基站，其特点是上报速度快，但可能会出现资源浪费；
(2)通过共享信道上报:透明中继使用“资源请求”信令向基站请求资源，基站使用“资源分配”信令向透明中继分配资源，然后透明中继再在基站分配的信道资源上进行随机接入信息的上报，其特点是资源利用率高，但上报速度慢。
基站通过信令将上报方式配置给所辖的透明中继。
图5为基站随机接入服务节点选择流程，其具体的实施步骤如下:
步骤1:基站接收并检测终端发送的preamble；
基站端与中继一样，也对preamble进行检测，某一终端所发送的随机接入请求可能同时被多个基站和多个透明中继接收到，无论基站是否检测到终端发送的Preamble，在执行完随机接入检测后都需执行步骤2。
步骤2:等待下辖的透明中继上报随机接入信息；
基站在对随机接入信道RACH进行检测后，需等待下辖的透明中继上报其检测到的随机接入信息，若透明中继检测到preamble，其会在指定时间内上报所检测到的preamble对应的随机接入信息，基站接收到后将进行进一步的比较判断。
步骤3:在等待下辖透明中继上报随机接入信息时间超时后，基站判断是否有一个以上接入节点(包括基站和中继)检测到同一个preamble，若是，则执行步骤4，若否，则选定接收到该Preamble的接入节点为对应终端的服务节点，并执行步骤5；
步骤4:基站根据自己的监测结果以及所辖透明中继所发的随机接入信息，选择基站或某一个透明中继为发起随机接入的终端提供服务；
基站根据自定义的选择条件为发起随机接入的终端选择服务节点，一最佳实施例中，透明中继配置的上报限定条件为:大于接收功率门限，小于业务负荷门限，优先判断业务负荷。透明中继上报信息包括:preamble标识信息，preamble接收功率。基站端的配置是:根据本身及透明中继上报的接收功率的大小选择接收功率最强的节点为终端提供服务。例如，若基站某个所辖透明中继测量到的接收功率大于基站自己测量到的接收功率，就选择所辖透明中继为终端提供服务；若基站自己测量到的接收功率大于所辖透明中继测量到接收功率，则选择由基站自己为终端提供服务。若上报过滤条件多于一个，基站按照所设定的优先级及各条件之间的制约关系进行相应的判断。
步骤5:基站向终端发送对该Preamble的随机接入响应，随机接入响应中包含:
A、TA信息；
B、基站为用户分配的C-RNTI；
该TA信息为，所选定服务节点根据测量所计算出的，终端与该服务节点保持同步所需的定时调整量；
图6为本发明所揭示的随机接入系统的结构示意图，本发明所揭示的随机接入系统包括透明中继随机接入模块、基站随机接入模块。透明中继随机接入模块至少包括:随机接入模块、上报模块、上报限定模块。随机接入模块，用于接收随机接入请求及生成待上报的随机接入信息。上报模块，用于向基站上报随机接入信息。上报限定模块，用于根据上报限定条件对所述待上报的随机接入信息进行过滤。基站随机接入模块至少包括:随机接入处理模块、随机接入响应模块、上报限定条件配置模块、上报方式配置模块。随机接入处理模块，用于接收随机接入请求及透明中继上报的随机接入信息，并根据所述随机接入信息为终端选择服务节点。随机接入响应模块，用于响应随机接入请求。上报限定条件配置模块，用于为透明中继配置上报限定条件并通过信令将所述配置传送给透明中继；以及在多条件情况下为透明中继配置各条件的优先级及相互制约关系，并通过信令将所述配置传送给透明中继。上报方式配置模块，用于通过信令为所述透明中继配置上报所述随机接入信息的方式。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (14)
1、一种随机接入方法，当透明中继检测到终端发送的随机接入前导序列时，向基站上报随机接入信息，其特征在于，在所述透明中继上报所述随机接入信息之前，所述透明中继根据一个或多个上报限定条件对所述随机接入信息进行过滤，满足所述一个或多个上报限定条件的上报，不满足的不上报。
2、根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，根据所述上报限定条件，当所述透明中继所检测到的随机接入前导序列的接收功率大于设定门限时，所述透明中继上报所述随机接入信息，否则不上报。
3、根据权利要求1所述的一种随机接入方法，其特征在于，根据所述上报限定条件，当所述透明中继所检测到的随机接入前导序列的实际到达时间与其预期到达时间的偏差小于预设门限时，所述透明中继上报所述随机接入信息，否则不上报。
4、根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，根据所述上报限定条件，当所述透明中继的业务负荷小于预设门限时，所述透明中继上报所述随机接入信息，否则不上报。
5、根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，根据所述上报限定条件，当所述透明中继检测到有随机接入前导序列发生碰撞时，上报所述发生碰撞的随机接入前导序列对应的随机接入信息，否则不上报。
6、根据权利要求1所述的一种随机接入方法，其特征在于，所述上报限定条件及所述上报限定条件的优先级和相互制约关系，由所述基站进行配置，并通过信令配置给所述透明中继。
7、根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的随机接入方法，其特征在于，所述透明中继可通过专用信道或共享信道两种方式上报所述随机接入信息。
8、根据权利要求7所述的随机接入方法，其特征在于，所述透明中继上报所述随机接入信息的方式由所述基站通过信令配置给所述透明中继。
9、根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于，所述随机接入信息包括：所述随机接入前导序列的标识信息；所述随机接入前导序列的接收功率；所述透明中继计算出的所述随机接入前导序列对应的定时调整量；所述随机接入前导序列的时间信息；所述透明中继检测到的发生碰撞的随机接入前导序列标识信息，所述透明中继上报的随机接入信息包含上述随机接入信息中的一个或多个。
10、一种透明中继随机接入模块，至少包括：
随机接入模块，用于接收随机接入请求及生成待上报的随机接入信息；
上报模块，用于向基站上报所述随机接入信息；
其特征在于，所述透明中继随机接入模块还包括：
上报限定模块，用于根据上报限定条件对所述待上报的随机接入信息进行过滤。
11、一种基站随机接入模块，至少包括：
随机接入处理模块，用于接收随机接入请求及透明中继上报的随机接入信息；
随机接入响应模块，用于响应随机接入请求及根据选择条件为终端选择服务节点；
其特征在于，所述基站随机接入模块还包括：
上报限定条件配置模块，用于对上报限定条件、上报限定条件的优先级及相互制约关系进行配置，并通过信令配置给所述透明中继。
12、根据权利要求11所述的基站随机接入模块，其特征在于，所述基站随机接入模块还包括：
上报方式配置模块，用于为所述透明中继配置上报所述随机接入信息的方式，并通过信令配置给所述透明中继。
13、一种随机接入系统，包括透明中继随机接入模块、基站随机接入模块，透明中继随机接入模块至少包括：
随机接入模块，用于接收随机接入请求及生成待上报的随机接入信息；
上报模块，用于向基站上报随机接入信息；
基站随机接入模块至少包括：
随机接入处理模块，用于接收随机接入请求及透明中继上报的随机接入信息，并根据所述随机接入信息为终端选择服务节点；
随机接入响应模块，用于响应随机接入请求；
其特征在于，所述透明中继随机接入模块还包括：
上报限定模块，用于根据上报限定条件对所述待上报的随机接入信息进行过滤；
所述基站随机接入模块还包括：
上报限定条件配置模块，用于对上报限定条件、上报限定条件的优先级及相互制约关系进行配置，并通过信令配置给所述透明中继。
14、根据权利要求13所述的随机接入系统，其特征在于，所述基站随机接入模块还包括：
上报方式配置模块，用于通过信令为所述透明中继配置上报所述随机接入信息的方式。
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