CN101588582B - 一种识别中继的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别中继的方法和装置，其中，该方法包括源节点向基站发送中继节点指示信息；基站根据所述中继节点指示信息判定所述源节点为中继。使用本发明，系统不再需要利用特定的前导码资源区分网络节点类型，而是通过中继向基站发送专门用于指示其节点类型的信息即中继节点指示信息，使基站根据中继节点指示信息识别出中继。本发明不仅适用于现有的需要增加中继节点的非LTE通信系统，还适用于未来引入中继的LTE系统。

Description

一种识别中继的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种对中继进行识别的方法。 

背景技术

在传统蜂窝移动通信系统中，无线接入网通常包括若干个基站，每个基站负责控制一个到多个小区，不同小区之间相互衔接实现连续覆盖。为了获得更高的单位区域内的容量，以及改善小区边缘用户的体验，通常采用小区分裂的方法，将一个小区分成若干更小的小区，引入更多的基站进行控制。 

在未来的移动通信系统，例如后三代(B3G：Beyond three Generation)中，系统将提供更高的峰值数据速率和小区吞吐量，同时也需要更大的带宽，目前2GHz以下的未分配带宽已经很少，B3G系统需要的部分或全部带宽只能在更高的频段上(例如，3GHz以上)寻找。频段越高，电波传播衰减的越快，传输距离越短，因此，同样覆盖区域下，要保证连续覆盖，需要更多的基站，由于基站通常具有较高的造价，这无疑会增加布网成本。 

为了解决布网成本问题，各厂商和标准化组织开始研究将中继(relay)引入到蜂窝系统中，增加覆盖，如图1所示。图1中，RS表示中继。在实际应用中，中继除了可以扩展小区边缘覆盖(例如RS1)，还可以增加容量(例如位于小区中间的RS2)和解决阴影区域通信(例如RS3)。由于Relay通常只实现简单的数据处理功能，其成本低于基站，因此，合理地使用Relay进行布网，可以达到降低布网成本的目的。 

在引入了Relay的网络系统中，Relay与网络终端即用户设备(UE)同样都是网络节点，但是，由于Relay与UE具有的功能不同，网络需要为它们分配的资源类型或大小以及消息反馈也不同。因此，当Relay进入网络后， 必须设法通知网络，同时，网络也必须能够对Relay进行识别，然后为其分配能够满足Relay后续交互需要的上行资源。 

在现有的引入了中继的非长期演进系统中，通过事先为UE和Relay分别配置不同的preamble集合，利用节点随机接入过程通知网络其接入节点的类型。如图2所示，该过程包括： 

步骤201、源节点向基站发送随机接入前导码(preamble)。 

这里，源节点即UE或Relay根据其节点类型从相应的preamble集合中选取preamble。 

步骤202、基站检测到源节点发送的preamble后，根据preamble判断源节点的类型，然后为源节点分配相应的上行资源并通过随机接入响应消息通知源节点。 

本步骤中，基站根据所述preamble所在的集合判断源节点的类型，也就是确定源节点是UE还是Relay，然后再为源节点分配与其类型相对应的用于后续交互的上行资源。 

步骤203、源节点在基站分配的上行资源上发送高层信令。 

本步骤中，根据源节点的类型以及所处的状态不同，所述高层信令可以是连接建立请求，状态上报请求，缓存信息上报请求或者注册请求等。同时，为了协助基站解决可能存在的冲突，本步骤需要携带源节点的高层标识(ID)。 

步骤204、基站根据高层信令进行反馈，向源节点发送响应消息。 

本步骤中，基站利用高层信令中携带的高层ID进行反馈。 

通过上述过程可知，现有的识别节点的方法是通过事先为UE和Relay分别配置不同preamble集合的方式，使网络可以根据preamble所属的集合识别出接入节点的类型。这种方法最大的优点在于基站能够在第一时间识别出节点类型并进行后续操作，但同样存在下述缺点。 

由于preamble是一种宝贵的资源，其数量直接影响着随机接入的效率，而Relay节点在一个小区中的数量本身较少，并且不会频繁地发起随机接入过程，因此，为Relay预留的preamble资源将得不到充分利用，而普通终端不能使用这部分preamble资源，导致发生preamble资源的浪费，同时增大了普通终端随机接入过程的碰撞概率，即发生多个UE选择使用同一个preamble的情况。另外，上述方法的另外一个缺点是无法直接应用到LTE系统中，由于现有长期演进(LTE)系统中节点只有一种即UE，因此，没有根据节点的类型对preamble资源进行划分。因此，如果在现有LTE系统中引入Relay后，继续使用现有的节点识别方法，则必须通过修改广播消息将preamble分组信息通知给节点才能实现，而这将会导致现有节点与改进后LTE系统的兼容性问题。 

由此可见，现有识别节点的方法存在不适用于LTE系统以及容易浪费preamble资源的缺点。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种中继的识别方法和装置，其不仅适用于现有的需要增加中继节点的非LTE通信系统，还适用于未来引入中继的LTE系统。 

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为： 

一种识别中继的方法，该方法包括以下步骤： 

a、源节点向基站发送用于指示节点类型的中继节点指示信息； 

b、基站根据所述中继节点指示信息识别出所述源节点为中继。 

较佳的，步骤a中所述中继节点指示信息通过高层信令的保留字段携带。 

较佳的，步骤a中所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息。 

较佳的，所述步骤b之后进一步包括： 

基站根据所述高层信令分配中继的工作参数，并通过高层信令响应消息通知给所述源节点。 

较佳的，步骤a之前进一步包括： 

源节点向基站发送随机接入前导码，所述随机接入前导码由源节点从所有网络节点共同使用的前导码集合中获取； 

基站根据检测到的所述随机接入前导码，为源节点分配上行资源，并通过随机接入响应消息将所述上行资源通知给所述源节点； 

所述步骤a为： 

所述源节点利用所述上行资源向基站发送中继节点指示信息。 

一种识别中继的装置，该装置设于基站侧，包括： 

基站消息收发单元，用于接收源节点发送的用于指示节点类型的中继节点指示信息，并将中继节点指示信息转发至中继识别单元； 

中继识别单元，用于根据中继节点指示信息识别出源节点为中继。 

较佳的，所述基站消息收发单元进一步用于接收高层信令并转发至中继识别单元，所述高层信令利用保留字段携带中继节点指示信息，所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息； 

所述中继识别单元，进一步用于根据所述高层信令中携带的中继节点指示信息判定源节点为中继。 

较佳的，所述装置进一步包括： 

反馈单元，用于根据高层信令分配中继的工作参数，并通过基站消息收发单元向源节点发送高层信令响应消息，所述高层信令响应消息携带所述中继的工作参数； 

所述中继识别单元，进一步用于判定源节点为中继后触发反馈单元执行； 

所述基站消息收发单元，进一步用于向源节点发送高层信令响应消息。 

较佳的，所述装置进一步包括： 

接入单元，用于根据检测到的随机接入前导码为源节点分配上行资源，并发送随机接入响应消息至基站消息收发单元，所述随机接入响应消息中携 带所述上行资源； 

所述基站消息收发单元，进一步用于接收源节点发送的随机接入前导码并转发至接入单元，所述随机接入前导码由源节点从所有网络节点共同使用的前导码集合中获取；用于向源节点发送随机接入响应消息。 

一种识别中继的装置，该装置设于中继侧，包括： 

中继消息收发单元，用于向基站发送用于指示节点类型的中继节点指示信息。 

较佳的，所述装置进一步包括： 

控制单元，用于生成携带中继节点指示信息的高层信令并发送至中继消息收发单元，所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息； 

所述中继消息收发单元，进一步用于向基站发送高层信令，接收基站发送的高层信令响应消息并发送至控制单元。 

较佳的，所述装置进一步包括： 

前导码存储单元，用于存储所有网络节点共同使用的前导码集合； 

所述控制单元，进一步用于从前导码存储单元中获取随机接入前导码并发送至中继消息收发单元；根据随机接入响应消息生成携带中继节点指示信息的高层信令； 

所述中继消息收发单元，进一步用于向基站发送随机接入前导码，接收基站发送的随机接入响应消息并发送至控制单元。 

综上所述，本发明提出的识别中继的方法中，系统不再需要利用特定的preamble资源区分网络节点类型，而是通过中继向基站发送专门用于指示其节点类型的信息即中继节点指示信息，使基站根据中继节点指示信息识别出中继，由此，可有效利用preamble资源。同时，由于本发明仅需要由中继携带中继节点指示信息，而不需要现有系统中的UE改变其工作过程，使现有LTE系统中的UE与未来引入中继后的LTE系统能够兼容，因此，本发明不仅适用于现有的需要增加中继节点的非LTE通信系统，还适用于未来 引入中继的LTE系统。 

附图说明

图1为现有蜂窝系统中的中继应用示意图。 

图2为现有蜂窝系统中的节点随机接入过程示意图。 

图3为本发明方法的流程示意图。 

图4为本发明方法的实施例一的流程示意图。 

图5为本发明装置的结构示意图。 

具体实施方式

本发明的基本思想是：针对现有技术的缺点，不再利用特定的preamble资源，而仅引入一个中继节点指示信息，使基站根据中继发送来的中继节点指示信息识别出中继，相应的也实现了基站对中继与UE的区分。由此，可使本发明在有效识别中继的同时，不对现有终端的工作过程造成任何影响，并且节约了前导码资源，使得系统性能和兼容性都取得较好的效果。 

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。 

图3为本发明识别中继的方法的流程图。如图3所示，该流程包括如下步骤： 

步骤301、源节点向基站发送中继节点指示信息。 

在实际应用中，所述中继节点指示信息由高层信令的保留字段携带，所述高层信令可以为无线资源控制(RRC)消息、无线链路控制层(RLC)的控制消息或媒质接入控制层(MAC)的控制消息，具体如何携带所述中继节点指示信息将在实施例中详细说明。 

步骤302、基站根据所述中继节点指示信息判定所述源节点为中继。 

在实际应用中，当基站从高层信令中检测到所述中继节点指示信息时即可判定所述源节点的类型为中继。 

为了更好地说明本发明识别中继的方法，下面用较佳实施例进行详细描述。 

本发明方法的实施例一基于现有的随机接入过程实现。图4为本发明方法的实施例一的流程示意图。如图4所示，该实施例一包括： 

步骤401、源节点向基站发送随机接入前导码，所述随机接入前导码由源节点从所有网络节点共同使用的前导码集合中获取。 

这里需要说明的是，在实际应用中，对于引入中继的网络系统，随机接入过程中的源节点可以是UE也可以是中继。由于本发明不对现有UE的工作过程进行修改，因此，为了突出本发明的发明点，本实施例中以所述源节点为中继为例进行说明。 

本步骤中，不再根据为不同类型的节点分配不同的前导码，而是所有节点使用同一个集合里的前导码。这样，由于共同使用的前导码集合里包含了所有的前导码资源，因此，可以降低不同源节点选取同一个前导码的概率，同时也使UE能够使用所有的前导码资源，从而使有限的前导码资源得到有效利用。本步骤中，可以按照现有方法从前导码集合中获取随机接入前导码，此处不再赘述。 

步骤402、基站检测到所述随机接入前导码后，为源节点分配上行资源，并通过随机接入响应消息将所述上行资源通知给所述源节点。 

本步骤中，基站分配的所述上行资源为源节点与基站进行后续交互所使用的上行资源，由于此时基站并不知道当前检测到的前导码是由哪种类型的节点发送的，因此，本步骤中不会针对节点类型的不同而分配不同类型或大小的上行资源，所分配的上行资源是按照均能满足UE和中继后续交互的需要进行分配的，以满足任意一种类型节点的后续交互。 

步骤403、源节点利用所述上行资源向基站发送携带中继节点指示信息的高层信令。 

这里，所述高层信令通过其保留字段携带所述中继节点指示信息，如前所述，所述高层信令可以是无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层(MAC)的控制消息，在现有的网络系统中，这些消息均设置了一些保留字段。下面以LTE系统中的MAC控制消息为例，对利用 上述消息的保留字段携带中继节点指示信息的方法进行说明。 

在目前的LTE系统中，可以利用MAC控制消息的MAC控制元素(MACCE)携带中继节点指示信息。MAC CE是一种特殊的MAC协议数据单元(MAC PDU)，用于实现控制功能。MAC PDU由头信息和开销两大部分组成，通过头信息中的逻辑信道标识(LCID)字段可以区分后续开销中的内容是数据还是控制信息。在实际应用中，部分MAC CE不需要携带后续的开销，只需要在头信息中携带LCID即可，比如本发明的中继节点指示信息。现有系统中，上行方向已经使用和预留的MAC CE状态如表1所示： 

表1 

表1中Index列表示LCID的取值，LCID values列表示LCID取Index列中对应值时的具体功能或作用。从表1可以看出，系统预留了一部分LCID的取值即yyyyy-11010未被使用，因此，可以利用这些取值指示当前节点为中继。在实际应用中，后面的开销可以不携带任何信息，也可以携带与中继相关的信息，例如中继的高层标识、中继的功能等。 

表2给一种携带中继指示信息后的MAC CE状态示例。 

yyyyy-11001	Reserved	预留
			11010	Relay station Indicator	中继节点指示
11011	[Power Headroom Report]	发射功率
			11100	C-RNTI	用户标示
11101	Short Buffer Status Report	短缓冲区状态  上报
			11110	Long Buffer Status Report	长缓冲区状态  上报
11111	Padding	填充

                         表2 

从表2可以看出，在MAC CE的头信息中，利用LCID的值为11010指示当前节点为中继。 

另外，需要说明的是，在实际应用中，当源节点为UE时仍然可以在基站已分配的上行资源上按照现有系统的约定发送相应的高层信令，例如，发送这RRC连接建立请求等信息，而不必发送任何特殊的信息。这一点保证了本发明的兼容性，即已有终端仍可按照现有系统的约定工作。 

步骤404、基站根据所述高层信令的中继节点指示信息判定所述源节点为中继。 

在实际应用中，当基站收到高层信令后检测其中是否携带中继节点指示信息，如果有，则判定所述源节点为中继，相应的，如果没有，则把发送高层信令的源节点视为UE。例如，按照表2的方式携带中继节点指示，则本步骤将检查LCID的值是否等于11010，如果等于则该节点为中继。 

步骤405、基站根据所述高层信令分配中继的工作参数，并通过高层信令响应消息通知给所述源节点。 

这里，当基站识别出中继后还可以根据实际需要继续为中继分配上行资源，使中继能够发送更详细的相关信息。 

上述技术方案中，步骤403和404分别实现了本发明的步骤301和302，使基站能够对接入的中继节点进行识别，步骤401～405则在本发明的基础上实现了一种随机接入过程。 

以上对发明实施例中识别中继的方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中的识别中继的装置进行详细描述。 

图5为本发明实施例中识别中继的装置的结构示意图。在实际应用中，该装置的一部分设于基站侧，一部分设于中继侧，如图5所示，该装置至少包括： 

基站消息收发单元501，用于接收源接点发送的中继节点指示信息，并将中继节点指示信息转发至中继识别单元502； 

中继识别单元502，用于根据中继节点指示信息判定源节点为中继。 

中继消息收发单元511，用于向基站发送中继节点指示信息。 

在实际应用中，所述中继节点指示信息可以由无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息等高层信令的保留字段携带。因此，该装置还包括： 

控制单元512，用于生成携带中继节点指示信息的高层信令并发送至中继消息收发单元511； 

所述中继消息收发单元511，进一步用于向基站发送高层信令； 

所述基站消息收发单元501，进一步用于接收利用保留字段携带中继节点指示信息的高层信令并转发至中继识别单元502，所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息； 

所述中继识别单元502，进一步用于根据所述高层信令中携带的中继节点指示信息判定源节点为中继。 

在实际应用中，当基站收到源节点的高层信令后需要对该高层信令进行响应，因此，所述装置进一步包括： 

反馈单元503，用于根据高层信令分配中继的工作参数，并通过基站消息收发单元511向源节点发送高层信令响应消息，所述高层信令响应消息携带所述中继的工作参数； 

相应的，所述中继识别单元502，进一步用于判定源节点为中继后触发反馈单元503执行； 

所述基站消息收发单元501，进一步用于向源节点发送高层信令响应消息； 

所述中继消息收发单元511，进一步用于接收基站发送的高层信令响应消息并发送至控制单元512。 

在实际应用中，源节点需要先获得用于发送高层信令的上行资源，因此，所述装置进一步包括： 

前导码存储单元513，用于存储所有网络节点共同使用的前导码集合； 

所述控制单元512，进一步用于从前导码存储单元中获取随机接入前导码并发送至中继消息收发单元511；根据随机接入响应消息生成携带中继节点指示信息的高层信令； 

所述中继消息收发单元511，进一步用于向基站发送随机接入前导码，接收基站发送的随机接入响应消息并发送至控制单元512； 

接入单元504，用于根据检测到的随机接入前导码为源节点分配上行资源，并发送随机接入响应消息至基站消息收发单元501，所述随机接入响应消息中携带所述上行资源； 

相应的，所述基站消息收发单元501，进一步用于接收源节点发送的随机接入前导码并转发至接入单元504，所述随机接入前导码由源节点从所有网络节点共同使用的前导码集合中获取；向源节点发送随机接入响应消息。 

上述方案中，基站消息收发单元501、中继识别单元502、反馈单元503和接入单元504实现了识别中继的基站侧装置；中继消息收发单元511、控制单元512和前导码存储单元513实现了识别中继的中继侧装置。 

综上所述，以上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。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 (8)

1.一种识别中继的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、源节点向基站发送用于指示节点类型的中继节点指示信息；

b、基站根据所述中继节点指示信息识别出所述源节点为中继；

其中，所述步骤a之前进一步包括：

源节点向基站发送随机接入前导码，所述随机接入前导码由源节点从所有网络节点共同使用的前导码集合中获取；

基站根据检测到的所述随机接入前导码，为源节点分配上行资源，并通过随机接入响应消息将所述上行资源通知给所述源节点；

所述步骤a为：

所述源节点利用所述上行资源向基站发送中继节点指示信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述中继节点指示信息通过高层信令的保留字段携带。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a中所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤b之后进一步包括：

基站根据所述高层信令分配中继的工作参数，并通过高层信令响应消息通知给所述源节点。

5.一种识别中继的装置，其特征在于，该装置设于基站侧，包括：

基站消息收发单元，用于接收源节点发送的用于指示节点类型的中继节点指示信息，并将中继节点指示信息转发至中继识别单元；

中继识别单元，用于根据中继节点指示信息识别出源节点为中继；

接入单元，用于根据检测到的随机接入前导码为源节点分配上行资源，并发送随机接入响应消息至基站消息收发单元，所述随机接入响应消息中携带所述上行资源；

所述基站消息收发单元，进一步用于接收源节点发送的随机接入前导码并转发至接入单元，所述随机接入前导码由源节点从所有网络节点共同使用的前导码集合中获取；用于向源节点发送随机接入响应消息。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述基站消息收发单元进一步用于接收高层信令并转发至中继识别单元，所述高层信令利用保留字段携带中继节点指示信息，所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息；

所述中继识别单元，进一步用于根据所述高层信令中携带的中继节点指示信息判定源节点为中继。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

反馈单元，用于根据高层信令分配中继的工作参数，并通过基站消息收发单元向源节点发送高层信令响应消息，所述高层信令响应消息携带所述中继的工作参数；

所述中继识别单元，进一步用于判定源节点为中继后触发反馈单元执行；

所述基站消息收发单元，进一步用于向源节点发送高层信令响应消息。

8.一种识别中继的装置，其特征在于，该装置设于中继侧，包括：

中继消息收发单元，用于向基站发送用于指示节点类型的中继节点指示信息；

前导码存储单元，用于存储所有网络节点共同使用的前导码集合；

控制单元，用于生成携带中继节点指示信息的高层信令并发送至中继消息收发单元，所述高层信令为无线资源控制消息、无线链路控制层的控制消息或媒质接入控制层的控制消息；

所述中继消息收发单元，进一步用于向基站发送高层信令，接收基站发送的高层信令响应消息并发送至控制单元；

所述控制单元，进一步用于从前导码存储单元中获取随机接入前导码并发送至中继消息收发单元；根据随机接入响应消息生成携带中继节点指示信息的高层信令；

所述中继消息收发单元，进一步用于向基站发送随机接入前导码，接收基站发送的随机接入响应消息并发送至控制单元。

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