CN101437294B - 多子系统无线接入网络的随机接入方法及随机接入系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多子系统无线接入网络的随机接入方法及随机接入系统。所述随机接入系统包括参数预设模块、随机接入模块和切换模块。在参数预设模块中预设无线接入网络中的一个子系统为基本子系统，并预设切换标准；在终端随机接入网络时，包括：A、终端先随机接入所述基本子系统，由基本子系统为终端提供通信服务；B、判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务；C、将终端从所述基本子系统切换到目标子系统，由该目标子系统为终端提供通信服务。利用本发明，可以提高资源利用率，降低系统的复杂度。

Description

多子系统无线接入网络的随机接入方法及随机接入系统

技术领域

本发明涉及通信系统中的终端接入网络技术，尤其涉及一种多子系统无线接入网络的随机接入方法及随机接入系统。

背景技术

在现有技术中，处于待机(IDLE)状态的终端(UE)，如果希望进行通信服务，必须先通过随机接入过程建立与无线接入网络的连接，之后才能和网络进行通信。随机接入过程的实现是UE在特定的随机接入前导码(Preamble)序列集合中随机选择Preamble码，并通过预分配的随机接入资源向网络发送Preamble来实现。网络接收到Preamble后，经过后续的信令交互过程，建立与UE的连接，之后才能为UE提供后续的通信服务。当两个UE选择同样的Preamble、并在相同的随机接入资源上发送时，将会发生冲突，冲突的UE将延迟一定时间后，重新进行随机接入过程。

目前的新一代无线移动通信要求同时实现超大带宽高数据率无线接入技术和宽带广覆盖高速移动传输技术。超大带宽高数据率无线接入技术用于满足对超高数据率(例如最高1Gb/s以上)和系统容量的需求，需要使用很大的系统带宽(最大至100MHz)，主要利用高频带来实现。宽带广覆盖高速移动传输技术则需要在相对较低频带实现无缝连续覆盖和高速移动下的系统性能保障。这样，无线接入网络中可能同时采用两个甚至多个不连续频带，每个频带都是一个相对独立的系统，可以单独完成各种无线通信过程。同时，多个频带之间也可以协调操作，参数共享。

例如，图1为目前IMT-Advanced系统提出的基于双层子系统的无线接入网络架构的示意图。如图1所示，该无线接入网络由低频带子系统和高频带子系统构成。低频带子系统工作在较低频带(如3GHz以下IMT-2000频带)，适用于提供广域覆盖和高移动性，称为低频带业务(LBO，Low BandOperation)系统101。高频带子系统工作在较高频带(如3GHz～5GHz的新频带)，提供热点覆盖和低移动性，称为高频带业务(UBO，Upper BandOperation)系统102。

但是，目前无线接入网络中的随机接入技术都是基于单系统进行的。按照现有技术的设计思路，如果要实现终端接入具有多子系统的IMT-Advanced系统，需要为LBO和UBO分别设计独立的随机接入资源和过程。此外UE在进行随机接入时，必须在LBO和UBO上选择其中之一进行接入，通常有两种可能的实现方式：

1)网络指示UE在哪一个子系统上进行接入。

2)UE自主决定在哪一个子系统上进行接入。

这种技术方案存在的问题包括：

1)资源利用率低。由于需要在LBO和UBO上分别预留随机接入资源，两部分资源无法实现复用，将导致资源利用率降低或冲突概率增加的问题。

2)系统复杂。上述两种确定UE在哪一个子系统上发起随机接入的方式，都需要另外定义相应的实现过程，此外还需要针对不同子系统设计相应的接入过程，这无疑增加了系统设计和实现的复杂度。

3)应用场景受限。如图1所示的系统中，仅LBO实现连续覆盖，UBO重点用于覆盖一些热点地区，那些位于UBO覆盖区域之外的UE，即使其业务需要UBO的支持，也只能在LBO上进行随机接入。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种多子系统无线接入网络的随机接入方法，以提高资源利用率，降低系统的复杂度。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种多子系统无线接入网络的随机接入系统，以提高资源利用率，降低系统的复杂度。

为了实现上述发明目的，本发明的主要技术方案为：

一种多子系统无线接入网络的随机接入方法，预设所述无线接入网络中的一个子系统为基本子系统；预设基本子系统向所述无线接入网络中的目标子系统切换的切换标准，所述切换标准包括以下标准中的任意一个：终端是否在目标子系统的信号覆盖范围内、业务需求、终端在目标子系统上的信道质量要求、基本子系统和目标子系统的负载要求、用户切换指令；在终端随机接入网络时，包括：

A、终端先随机接入所述基本子系统，由基本子系统为终端提供通信服务；

B、判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务；

C、将终端从所述基本子系统切换到目标子系统，由该目标子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述切换标准为：终端是否处于目标子系统的信号覆盖范围；步骤B中的具体判断过程为：判断终端当前是否在所述切换标准要求的目标子系统的信号覆盖范围内，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述切换标准为：业务需求；步骤B中的具体判断过程为：在发起一项业务时，根据切换标准中的业务需求判断该业务是否只能在目标子系统中进行，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述切换标准为：终端在目标子系统上的信道质量要求；步骤B中的具体判断过程为：测量终端在所述目标子系统上的信道质量，判断测量的信道质量是否满足切换标准中的信道质量要求，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述切换标准为：基本子系统和目标子系统的负载要求；步骤B中的具体判断过程为：确定基本子系统和目标子系统的负载情况，如果基本子系统处于超负载状态，而目标子系统没有处于超负载状态，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述切换标准为：用户切换指令；步骤B中的具体判断过程为：根据用户输入的指令确定是否切换到目标子系统，如果输入的是切换指令，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述步骤C进一步包括：判断是否切换成功，如果成功，则由目标子系统为终端提供通信服务；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

优选的，所述无线接入网络包括低频带业务LBO系统和高频带业务UBO系统，所述预设的基本子系统为LBO系统，所述目标子系统为UBO系统。

一种多子系统无线接入网络的随机接入系统，该随机接入系统包括：

参数预设模块，用于预设所述无线接入网络中的一个子系统为基本子系统，并预设基本子系统向所述无线接入网络中的目标子系统切换的切换标准，所述切换标准包括以下标准中的任意一个：终端是否在目标子系统的信号覆盖范围内、业务需求、终端在目标子系统上的信道质量要求、基本子系统和目标子系统的负载要求、用户切换指令；

随机接入模块，用于将终端随机接入到预设的基本子系统；

切换模块，用于判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，在符合时将终端从所述基本子系统切换到目标子系统。

与在多个子系统上分别进行随机接入的方案相比，本发明具有以下有益效果：

1)资源利用效率高。由于本发明可以先随机接入基本子系统，在满足切换标准时再切换到目标子系统，因此可以将用于多个子系统(例如LBO和UBO)随机接入的Preamble都只用于基本子系统的随机接入，能够实现Preamble资源的复用，提高资源利用效率，将降低碰撞的概率。换言之，如果希望相等的碰撞概率，本发明的方案所需的Preamble的数量将小于现有技术所需的Preamble的数量。

2)简化系统设计。采用本发明的方案，避免了决定UE在哪个系统发起随机接入的过程，同时仅需要在基本子系统设计相应的随机接入过程，因此降低了整个系统的复杂度。本发明在UE接入基本子系统例如LBO后，可能会进行从LBO到UBO的切换，这一切换过程并不是随机接入过程所独有的，通信过程中的UE，也存在从LBO/UBO切换到UBO/LBO的情形，因此切换的过程不会额外增加系统的复杂度。

3)应用场景不受限制。例如在图1所示的系统中，本发明采用LBO作为基本子系统，而LBO是连续覆盖的，UE发起随机接入时，无需考虑是否在UBO的覆盖区域内。

附图说明

图1为目前IMT-Advanced系统提出的基于双层子系统的无线接入网络架构的示意图；

图2为本发明所述方法的一种实施例的流程图；

图3为本发明所述随机接入系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的核心思想为：预设所述多子系统的无线接入网络中的一个子系统为基本子系统，该基本子系统为终端发起随机接入的系统；预设基本子系统向所述无线接入网络中的目标子系统切换的切换标准；在终端随机接入网络时，包括：A、终端先随机接入所述基本子系统，由基本子系统为终端提供通信服务；B、判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务；C、将终端从所述基本子系统切换到目标子系统，由该目标子系统为终端提供通信服务。

对于具有三个或三个以上子系统的无线接入网络，所述除基本子系统的其它子系统都是目标子系统，可以针对每个目标子系统设置对应的切换标准，当满足某个目标子系统的切换标准时，则将终端从基本子系统切换到该目标子系统。

下面以图1所述的无线接入网络为例对本发明进行说明。参见图1，该无线接入网络包括两个子系统，LBO系统和UBO系统。由于LBO系统是连续覆盖的，覆盖面广，易于随机接入，因此在以下实施例中选择LBO系统作为基本子系统，UBO为目标子系统。

图2为本发明所述的一种实施例的流程图。参见图2，该流程包括：

步骤201、当UE发起呼叫时，总是在LBO系统发起随机接入过程，即利用LBO分配的随机接入资源进行随机接入，并建立与LBO系统的连接，由LBO系统为终端提供通信服务。所述随机接入LBO系统的过程可以参考现有技术。

步骤202、网络侧或者UE判断当前是否符合所述LBO系统向UBO系统切换的切换标准，如果符合则执行步骤203，否则执行步骤205。

具体的：所述的判断标准包括：

1)地理位置。即终端是否处于UBO系统的信号覆盖范围，例如可以设置导频信号质量的门限值，导频信号质量超过该门限值的终端都属于该信号覆盖范围内，这是UE切换到UBO系统的首要条件；此时需要判断终端当前是否在所述切换标准要求的目标子系统的信号覆盖范围内，如果是，则执行步骤203；否则，执行步骤205。例如可以由UBO系统发送导频信号，终端判断接收的导频信号强度是否超过所预设的导频信号质量门限值，如果是则判定自身在UBO系统的信号覆盖范围内，通知LBO系统，由LBO系统发起切换到UBO系统。

2)UE的业务需求。例如只能在UBO系统执行的业务需求。此时需要在发起一项业务时，根据切换标准中的业务需求判断该业务是否只能在UBO系统中进行，如果是，则执行步骤203；否则，执行步骤205。

3)终端在UBO系统上的信道质量要求。具体判断过程为：测量终端在所述UBO系统上的信道质量，判断测量的信道质量是否满足切换标准中的信道质量要求，如果是，则执行步骤203；否则，执行步骤205。

4)LBO系统和UBO系统的负载要求。例如可以分别设置LBO系统和UBO系统的负载门限值，负载超过该门限值则处于超负载状态。具体判断过程为：确定LBO系统和UBO系统的负载情况，如果LBO系统处于超负载状态，而UBO系统没有处于超负载状态，则执行步骤203；否则，执行步骤205。

5)用户选择指令。设置这种切换标准后，终端在收到用户输入的切换指令后也可以进行切换。例如用户可以根据LBO系统和UBO系统的资费标准自行做出选择，决定是否切换到UBO系统，并输入切换指令，终端根据用户输入的指令确定是否切换到UBO系统，如果输入的是切换指令，则执行步骤203；否则，执行步骤205。

步骤203、进行LBO到UBO的切换过程，并判断切换是否成功，如果成功，则执行步骤204，否则，执行步骤205。

所述具体的切换过程可以参考现有的切换方案，例如一种切换过程可以为：LBO系统将UE信息通知给UBO系统，UBO系统根据得到的UE信息随机接入UE，为UE提供通信服务。

步骤204、UE从LBO系统成功切换到UBO系统，在UBO系统中为UE提供通信服务，结束本流程。

步骤205、继续在LBO系统中为UE提供通信服务。如果切换失败且UE所请求的业务只能在UBO系统中进行，则网络侧可以通过LBO与UE进行协商，并根据协商结果进行后续处理。例如：LBO向UE提供在本系统中能够提供的服务质量，由UE决定在LBO中继续服务，还是终止本次通信。

与所述方法对应，本发明还公开了一种多子系统的无线接入网络的随机接入系统。图3为本发明所述随机接入系统的结构示意图。参见图3，该随机接入系统300包括：

参数预设模块301，用于预设所述无线接入网络中的一个子系统为基本子系统，并预设基本子系统向所述无线接入网络中的目标子系统切换的切换标准。

随机接入模块302，可以设置在UE侧，用于将UE随机接入到预设的基本子系统。

切换模块303，用于判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，在符合时将终端从所述基本子系统切换到目标子系统。

优选的，所述的切换标准包括以下标准中的任意个：

终端是否在目标子系统的信号覆盖范围内；只能在目标子系统执行的业务设置；终端在目标子系统上的信道质量要求；基本子系统和目标子系统的负载要求；用户切换指令。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多子系统无线接入网络的随机接入方法，其特征在于，预设所述无线接入网络中的一个子系统为基本子系统；预设基本子系统向所述无线接入网络中的目标子系统切换的切换标准，所述切换标准包括以下标准中的任意一个：终端是否在目标子系统的信号覆盖范围内、业务需求、终端在目标子系统上的信道质量要求、基本子系统和目标子系统的负载要求、用户切换指令；在终端随机接入网络时，包括：

A、终端先随机接入所述基本子系统，由基本子系统为终端提供通信服务；

B、判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务；

C、将终端从所述基本子系统切换到目标子系统，由该目标子系统为终端提供通信服务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换标准为：终端是否处于目标子系统的信号覆盖范围；步骤B中的具体判断过程为：判断终端当前是否在所述切换标准要求的目标子系统的信号覆盖范围内，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换标准为：业务需求；步骤B中的具体判断过程为：在发起一项业务时，根据切换标准中的业务需求判断该业务是否只能在目标子系统中进行，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换标准为：终端在目标子系统上的信道质量要求；步骤B中的具体判断过程为：测量终端在所述目标子系统上的信道质量，判断测量的信道质量是否满足切换标准中的信道质量要求，如果是，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换标准为：基本子系统和目标子系统的负载要求；步骤B中的具体判断过程为：确定基本子系统和目标子系统的负载情况，如果基本子系统处于超负载状态，而目标子系统没有处于超负载状态，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切换标准为：用户切换指令；步骤B中的具体判断过程为：根据用户输入的指令确定是否切换到目标子系统，如果输入的是切换指令，则执行步骤C；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：判断是否切换成功，如果成功，则由目标子系统为终端提供通信服务；否则，继续由所述基本子系统为终端提供通信服务。

8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述无线接入网络包括低频带业务LBO系统和高频带业务UBO系统，所述预设的基本子系统为LBO系统，所述目标子系统为UBO系统。

9.一种多子系统无线接入网络的随机接入系统，其特征在于，该随机接入系统包括：

参数预设模块，用于预设所述无线接入网络中的一个子系统为基本子系统，并预设基本子系统向所述无线接入网络中的目标子系统切换的切换标准，所述切换标准包括以下标准中的任意一个：终端是否在目标子系统的信号覆盖范围内、业务需求、终端在目标子系统上的信道质量要求、基本子系统和目标子系统的负载要求、用户切换指令；

随机接入模块，用于将终端随机接入到预设的基本子系统；

切换模块，用于判断当前是否符合所述基本子系统向目标子系统切换的切换标准，在符合时将终端从所述基本子系统切换到目标子系统。

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