CN101925127A - 一种中继站对移动终端接入的调度方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中继站(RS)对移动终端(MS)接入的调度方法，包括：RS接收来自MS的接入请求，在接入请求发生碰撞时，解析接入请求中的服务质量(QoS)标识，并按照QoS标识的优先级从高到低的顺序对接入请求进行排序；RS按照该排序将接入请求依次转发给基站(BS)。本发明还公开了一种RS对MS接入的调度装置，实现了在多用户和多业务类型共存的情况下，根据不同类型业务的QoS标识的优先级，灵活的为发生接入碰撞的用户提供差异化的业务接入。

Description

一种中继站对移动终端接入的调度方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的终端接入技术，尤其涉及一种中继站(RS)对移动终端(MS)接入的调度方法和装置。
背景技术
目前，随着第三代(3G，3rd Generation)网络或第四代(4G，4rd Generation)网络的快速发展，全球宽带市场的巨大需求推动了新一代移动通信系统的演进和研究，例如：第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)的长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统、改进的LTE(LTE-Advanced)系统、超级移动宽带(UMB，Ultra Mobile Broadband)系统、以及微波接入全球互通(WiMAX，Worldwide Interoperability for Microwave Access)系统等等。
在随着3G或4G系统逐步向更高的速率和更宽的带宽方向演进的过程中，由于频率的不可再生性，将迫使无线通信系统工作在更高的载频上。例如，WiMAX系统的主要工作频率就是2.6GHz、3.5GHz和5GHz。在通信系统中，高工作频段上进行信号的空间传输会有较大的传播损耗，即在发射功率不变的情况下，基站(BS，Base Station)和移动终端(MS，Mobile Station)都会减少其覆盖的范围。这样就需要部署更多的BS来满足覆盖要求，从而会大幅增加运营商的基本建设费用(CAPEX，Capital Expenditure)和运营性支出(OPEX，Operational Expenditure)成本，同时也会引起更多的干扰，并降低无线通信系统的性能。
无线中继(Wireless Relay)技术是针对上述问题的解决方案之一，它是通过在BS和MS之间增加转发节点来实现。现有技术中支持无线中继的网络构架示意图，如图1所示，在无线通信系统中，BS与MS之间的信号传输可以通过中继站(RS，Relay Station)的转发来完成，MS与RS之间通过接入链路通信，RS与BS之间通过中继链路通信。
根据3GPP的规定，RS的工作模式主要有以下四种：L0、L1、L2和L3模式。其中，L0为直放站(Repeater)模式，该模式不需要对现有的规范进行修改，但是对有用信号和干扰、噪声同时放大；L1为放大并转发(AF，Amplifying and Forwarding)模式，该模式可以进行频率的选择、放大和转发；L2为解码并转发(DF，Decoding and Forwarding)模式，通过对媒介接入控制(MAC，Media Access Control)层、无线链路(RLC，Radio link Control)层、分组数据汇聚协议(PDCP，Packet Date Convergence Protocol)层的处理进行无线接入控制和资源管理，对中继数据包进行处理，并通过相应的资源转发给覆盖范围内的MS，该模式可以更加有效的降低噪声干扰，但是时延也相对较大；L3模式的RS称为无线回传BS，是BS的衍生，与BS不同的是，L3模式采用无线X2或S1接口进行回传，L3模式的RS在功能性方面等同于小型BS，处理能力强，但是时延和开销相对较大。
在中继通信过程中，MS通过无线通道发送接入请求到RS，再由RS将MS的接入请求转发给BS。然而，实际应用中通常会存在多个MS在同一时刻接入BS，并向BS同时发送接入请求的情况，这种情况也称为MS接入的碰撞。解决MS接入碰撞的问题，需要RS对接收的多个接入请求进行合理调度，然而现有的RS只是随机排列需要转发的请求，如果发生碰撞，则丢弃冲突的接入请求并进行重传，这种调度方式使得MS的接入效率不高。
由此可以看出，现有技术还无法提供一种有效的调度方法，以解决上述MS接入碰撞的问题，尤其是针对不同工作模式的RS，无法采用有针对性的有效调度方法，从而给实际应用带来不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种RS对MS接入的调度方法和装置，以解决现有技术中RS对MS接入无法进行合理调度的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种中继站对移动终端接入的调度方法，该方法包括：
中继站RS接收来自移动终端MS的接入请求；
所述RS在接入请求发生碰撞时，解析所述接入请求中的服务质量QoS标识，并按照所述QoS标识的优先级从高到低的顺序对所述接入请求进行排序；
所述RS按照所述排序将接入请求依次转发给基站BS。
所述QoS标识是根据业务类型进行设定的。
所述QoS标识位于所述接入请求的前缀符中。
在解析QoS标识之前，该方法进一步包括：根据所述接入请求中的连接切换标识判断是否存在连接切换接入请求，并在判断存在连接切换接入请求时，对所述连接切换接入请求优先转发。
该方法进一步包括：对于具有相同QoS标识的接入请求，按照先入先出的原则进行转发。
本发明还提供了一种中继站对移动终端接入的调度装置，该装置包括：
接收模块，用于接收来自移动终端的接入请求；
碰撞缓存模块，用于在接入请求发生碰撞时，对发生碰撞的接入请求进行缓存；
碰撞分析模块，用于解析发生碰撞的接入请求中的QoS标识，并按照所述QoS标识的优先级从高到低的顺序对所述接入请求进行排序；
转发模块，用于按照所述排序将接入请求依次转发给基站。
所述QoS标识是根据业务类型进行设定的。
所述QoS标识位于所述接入请求的前缀符中。
所述碰撞分析模块进一步用于，在解析QoS标识之前，根据所述接入请求中的连接切换标识判断是否存在连接切换接入请求，并在判断存在连接切换接入请求时，将所述连接切换接入请求提供给所述转发模块进行优先转发。
所述转发模块进一步用于，对具有相同QoS标识的接入请求，按照先入先出的原则进行转发。
本发明所提供的一种RS对MS接入的调度方法和装置，在RS接收的接入请求发生碰撞时，根据QoS标识的优先级对发生碰撞的接入请求进行排序，并按照排序对接入请求依次进行转发。从而实现了在多用户和多业务类型共存的情况下，根据不同类型业务的QoS标识的优先级，灵活的为发生接入碰撞的用户提供差异化的业务接入，减小RS解决接入碰撞的调度时延，达到对不同业务的时延、开销及成本的更好的折中；此外，本发明通过缓存接入请求并根据优先级排序转发，也提高了MS的接入的有序度和接入效率，增加了系统容量，提高了系统的传输效率。
附图说明
图1为现有技术中支持无线中继的网络构架示意图；
图2为本发明一种RS对MS接入的调度方法的流程图；
图3为本发明一种RS对MS接入的调度装置的组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明所提供的一种RS对MS接入的调度方法，如图2所示，主要包括以下步骤：
步骤201，RS接收来自MS的接入请求。
在BS的覆盖范围内，用户通过MS执行各种业务的接入时，需要向BS发送对应业务的接入请求；在支持无线中继的网络构架中，来自MS的接入请求先发送给RS，再由RS转发给BS。
本发明中的接入请求由两部分组成：前缀符和接入消息；且接入消息中包括：用户标识(ID)、需要分配的资源量、请求接入的原因、接入性质等。另外，本发明在前缀符中加入服务质量(QoS，Quality ofService)标识，用以指示对应的业务的优先级。QoS标识可以根据实际需要进行灵活设定，下面以LTE系统的业务为例，对QoS标识的设定进行详细描述。LTE系统按照不同的时延要求和传输数据速率要求分成不同的业务类型，而不同的业务类型又按照优先级对应不同的QoS标识。如下表1所示，
Figure B2009100865886D0000051
表1
从表1中可以看出，QoS标识设定的具体策略为：
A、对于时延要求高，并需要保证传输数据速率(对传输数据速率要求高)的业务，其对应的QoS标识设定为0。例如：视频通信业务等。
B、对于时延要求高，但传输数据速率要求不高的业务，其对应的QoS标识设定为1。例如：语音业务、IP电话(VoIP，Voice over IP)业务等。
C、对于时延要求不高，但传输数据要求高的业务，其对应的QoS标识设定为2。例如：媒体流业务、手机电视业务、下载业务等。
D、对于时延要求和传输数据要求都不高的业务，其对应的QoS标识设定为3。例如：蜂窝对讲(Push to Talk)业务、浏览网页、intemet接入、短消息业务(SMS，Short Messaging Service)、对媒体信息业务(MMS，Multimedia Messaging Service)等。
上述QoS标识从0到3对应业务的优先级从高到低。本发明中预先设置各种业务类型与QoS标识的对应关系，例如：设置视频通信业务对应的QoS标识为0，设置语音业务对应的QoS标识为1等等。
从而，MS在向RS发送接入请求时，只需查找预设的对应关系，即可获得当前业务所对应的QoS标识，进而将QoS标识加入前缀符中发送给RS。例如：MS执行视频通信业务的接入时，查找对应关系得到视频通信业务对应的QoS标识为0，则将0加入前缀符中发送给RS。
步骤202，RS在接入请求发生碰撞时，解析接入请求中的QoS标识，并按照QoS标识的优先级从高到低的顺序对接入请求进行排序。
所谓接入请求发生碰撞，即是指RS在同一时刻收到多个MS发送的接入请求。当接入请求发生碰撞时，RS解析发生碰撞的接入请求的前缀符，以得到对应各个接入请求的QoS标识，然后按照QoS标识的优先级从高到低的顺序对接入请求进行排序。例如：发生碰撞的接入请求包括A、B、C三个接入请求，接入请求A对应的QoS标识为3，接入请求B对应的QoS标识为0，接入请求C对应的QoS标识为1，则根据QoS标识的优先级高低，接入请求的排列顺序为：接入请求B、接入请求C、接入请求A。
步骤203，RS按照该排序将接入请求依次转发给BS。
RS按照步骤202中对接入请求的排序，将各个接入请求依次转发给BS，并等待接收来自BS的响应；BS接收到接入请求后，在有足够资源的情况下为MS分配资源，并将携带上行同步信息、功率信息、MS标识、分配的上行资源以及L1/L2控制信令信道等信息的响应通过RS返回给各个对应的MS。MS在成功接收到BS返回的响应后，在BS所分配的上行资源上发送业务相关的数据；如果没有成功接收到BS返回的响应，则需要对接入请求进行重发。
需要指出的是，对于具有相同QoS标识的接入请求，RS按照先入先出的原则进行转发；对于同时到达且具有相同QoS标识的接入请求，RS随机排序进行转发。例如：RS按照时间先后顺序依次接收到接入请求A、B、C，对应的QoS标识分别为2、1、1，那么根据QoS标识的优先级高低，以及先入先出的原则，RS对这三个接入请求的转发顺序为：接入请求B、接入请求C、接入请求A。
在实际应用中，随机接入的MS分为两种：一种是需要在连接中切换接入的MS，另一种是在非连接中切换接入的MS。对于这两种MS，显然需要优先保证前一种MS的接入。因此，作为本发明的一种较佳实施例，RS在接收到的接入请求发生碰撞时，首先需要根据接入请求中的连接切换标识判断是否存在连接切换接入请求，如果存在，则对连接切换接入请求优先转发，即连接切换接入请求的优先级最高，之后再对剩余的接入请求按照QoS标识的优先级高低进行转发；如果不存在，则可以直接按照QoS标识的优先级高低对发生碰撞的接入请求进行转发。例如：RS在t1时刻依次接收到接入请求A、接入请求B、接入请求C、接入请求D、接入请求E，其对应的QoS标识分别为1、1、0、3、2，且接入请求E为连接切换接入请求，那么在下一时刻RS对这些接入请求的转发顺序应为：接入请求E、接入请求C、接入请求A、接入请求B、接入请求D。
需要指出的是，本发明能够适用于3G和4G的通信系统，包括：通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)、时分同步的码分多址(TD-SCDMA，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)系统、LTE系统、LTE-Advanced系统、电气和电子工程师协会(IEEE，Institute ofElectrical and Electronics Engineers)802.16j系统等等。并且，本发明的调度方法适用于L2和L3模式的RS。另外，实际应用中的有些接入消息的前缀符中含有循环冗余校验(CRC，Cyclical Redundancy Check)验证码，而本发明的方法对于前缀符中含有CRC验证码的情况也是适用的。
为实现上述的调度方法，本发明还提供了一种RS对MS接入的调度装置，该装置适用于L2和L3模式的RS中，如图3所示，该装置包括：接收模块10、碰撞缓存模块20、碰撞分析模块30和转发模块40。其中，接收模块10，用于接收来自MS的接入请求。碰撞缓存模块20连接接收模块10，用于在接入请求发生碰撞时，对发生碰撞的接入请求进行缓存。碰撞分析模块30连接碰撞缓存模块20，用于解析发生碰撞的接入请求中的QoS标识，并按照QoS标识的优先级从高到低的顺序对接入请求进行排序。转发模块40连接碰撞分析模块30，用于按照碰撞分析模块30的排序将接入请求依次转发给BS。
作为本发明的一种较佳实施例，碰撞分析模块30进一步用于，在解析QoS标识之前，根据接入请求中的连接切换标识判断是否存在连接切换接入请求，并在判断存在连接切换接入请求时，将连接切换接入请求提供给转发模块40进行优先转发。
另外，转发模块40进一步用于，对具有相同QoS标识的接入请求，按照先入先出的原则进行转发。
以上所述，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。

Claims (10)

1.一种中继站对移动终端接入的调度方法，其特征在于，该方法包括：
中继站RS接收来自移动终端MS的接入请求；
所述RS在接入请求发生碰撞时，解析所述接入请求中的服务质量QoS标识，并按照所述QoS标识的优先级从高到低的顺序对所述接入请求进行排序；
所述RS按照所述排序将接入请求依次转发给基站BS。
2.根据权利要求1所述中继站对移动终端接入的调度方法，其特征在于，所述QoS标识是根据业务类型进行设定的。
3.根据权利要求1所述中继站对移动终端接入的调度方法，其特征在于，所述QoS标识位于所述接入请求的前缀符中。
4.根据权利要求1、或2、或3所述中继站对移动终端接入的调度方法，其特征在于，在解析QoS标识之前，该方法进一步包括：根据所述接入请求中的连接切换标识判断是否存在连接切换接入请求，并在判断存在连接切换接入请求时，对所述连接切换接入请求优先转发。
5.根据权利要求1、或2、或3所述中继站对移动终端接入的调度方法，其特征在于，该方法进一步包括：对于具有相同QoS标识的接入请求，按照先入先出的原则进行转发。
6.一种中继站对移动终端接入的调度装置，其特征在于，该装置包括：
接收模块，用于接收来自移动终端的接入请求；
碰撞缓存模块，用于在接入请求发生碰撞时，对发生碰撞的接入请求进行缓存；
碰撞分析模块，用于解析发生碰撞的接入请求中的QoS标识，并按照所述QoS标识的优先级从高到低的顺序对所述接入请求进行排序；
转发模块，用于按照所述排序将接入请求依次转发给基站。
7.根据权利要求6所述中继站对移动终端接入的调度装置，其特征在于，所述QoS标识是根据业务类型进行设定的。
8.根据权利要求6所述中继站对移动终端接入的调度装置，其特征在于，所述QoS标识位于所述接入请求的前缀符中。
9.根据权利要求6、或7、或8所述中继站对移动终端接入的调度装置，其特征在于，所述碰撞分析模块进一步用于，在解析QoS标识之前，根据所述接入请求中的连接切换标识判断是否存在连接切换接入请求，并在判断存在连接切换接入请求时，将所述连接切换接入请求提供给所述转发模块进行优先转发。
10.根据权利要求6、或7、或8所述中继站对移动终端接入的调度装置，其特征在于，所述转发模块进一步用于，对具有相同QoS标识的接入请求，按照先入先出的原则进行转发。
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