CN102065514B - 高级长期演进系统中的用户终端接入方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高级长期演进系统中的用户终端接入方法和系统，包括：中继节点确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，如果处于轻载状态，则按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；用户终端接收来自基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入。本发明同时公开了一种中继节点。应用本发明所述的方法、系统和装置，能够提高系统的平均吞吐量并改善系统的服务性能。

Description

高级长期演进系统中的用户终端接入方法、系统和装置

技术领域

本发明涉及高级长期演进技术，特别涉及一种高级长期演进系统(LTE-A，Long Term Evolution-Advanced)中的用户终端(UE，UserEquipment)接入方法、系统和装置。

背景技术

现有LTE-A系统中，通过在基站(eNB)和UE之间引入中继节点(RS，Relay Station)，可以有效改善网络的覆盖质量、提升系统的容量以及提高系统的资源利用率。

同时，中继节点的引入，也使得LTE-A系统中的链路种类明显增多，包括：基站到中继节点的下行链路、中继节点到基站的上行链路、中继节点到UE的下行链路、UE到中继节点的上行链路，以及传统的基站到UE的下行链路和UE到基站的上行链路。其中，基站到中继节点的下行链路以及中继节点到基站的上行链路统称为中继回传链路；中继节点到UE的下行链路以及UE到中继节点的上行链路统称为中继接入链路；而传统的基站到UE的下行链路以及UE到基站的上行链路则统称为基站接入链路。

链路种类的增多使得LTE-A系统中的无线资源分配及调度变得更加复杂。从无线资源分配的角度来说，基站不但要为两种接入链路分配资源，还要为中继回传链路分配资源；而从调度的来说，通常采用以下两种调度方式：一种是集中式调度方式，即由基站统一对各中继节点以及各中继节点所服务的UE进行调度；另一种为分布式调度方式，即由基站对各中继节点进行调度，由各中继节点分别对其所服务的UE进行调度。

当采用分布式调度方式时，通常所采用的无线资源分配方式为半静态方式，这种情况下，中继回传链路上的业务量大小是由中继节点所服务的UE的最大数目、中继节点覆盖范围的大小，以及中继节点所服务的UE的业务类型等决定的，而中继回传链路的吞吐量取决于所分配的时频资源量以及中继回传链路的信道质量，信道质量进一步取决于以下几个因素：中继节点与基站的距离、中继节点的位置是否固定(通常是固定的)、中继节点的天线高度，以及中继节点的传输功率等。那么在实际应用中，就可能会出现以下问题，即中继回传链路的吞吐量不能满足业务量的需求，即中继回传链路的吞吐量小于中继接入链路的吞吐量，从而出现中继回传链路的瓶颈效应，尤其是在下行方向，受UE的业务类型等因素的影响，这种瓶颈效应会体现的更为明显。为解决所述瓶颈效应问题，现有技术中，对于采用时分双工(TDD，Time Division Duplex)模式的LTE-A系统，考虑到每帧中的特殊子帧中的部分正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)符号在下行方向是可以用于下行数据传输的，因此，将这几个OFDM符号用于下行回传链路的数据传输，但这种方法的效果实在有效，基本不能解决问题。

另外，中继节点的放置位置也会引起中继回传链路的瓶颈效应，比如：中继节点被放置于能带来最好的中继接入链路信干比的位置，且被中继节点服务的UE离中继节点的距离均比较近，那么，视距传输的可能性将大大增强，这种情况下，也可能出现中继回传链路的瓶颈效应。

再有，中继节点的放置位置还可能会引起中继接入链路的瓶颈效应，比如：中继节点被放置于能够带来足够小的阴影衰落以及足够好的中继回传链路信干比的位置，以保证中继回传链路的可靠性传输，那么，中继回传链路的路损将大大降低，这种情况，即可能出现中继接入链路的瓶颈效应，即中继回传链路的质量较好，能够提供的吞吐量大于中继接入链路的吞吐量。

无论出现中继回传链路的瓶颈效应还是中继接入链路的瓶颈效应，均会导致系统的平均吞吐量下降，并影响系统的服务性能，但现有技术中还没有一种有效的解决上述瓶颈效应问题的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种高级长期演进系统中的用户终端接入方法，能够提高系统的平均吞吐量并改善系统的服务性能。

本发明的另一目的在于提供一种高级长期演进系统中的用户终端接入系统，能够提高系统的平均吞吐量并改善系统的服务性能。

本发明的又一目的在于提供一种中继节点，能够提高系统的平均吞吐量并改善系统的服务性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高级长期演进系统中的用户终端接入方法，该方法包括：

中继节点确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，如果处于轻载状态，则按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；

用户终端接收来自基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入。

较佳地，所述中继节点确定自身是否处于过载或轻载状态包括：

在上行方向，所述中继节点根据自身的负载情况，确定自身是否处于过载或轻载状态；

在下行方向，所述中继节点通过接收来自基站的通知消息，确定自身是否处于过载或轻载状态。

较佳地，该方法进一步包括：

中继节点确定减小所发送的广播消息的发射功率后，所述过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；

中继节点确定增大所发送的广播消息的发射功率后，所述轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

一种高级长期演进系统中的用户终端接入系统，包括：

基站，用于发送广播消息；

中继节点，用于确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，如果处于轻载状态，则按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；

用户终端，用于接收来自基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入。

较佳地，所述基站进一步用于，在下行方向，当确定中继节点处于过载或轻载状态时，向中继节点发送通知消息，将确定出的状态通知给中继节点。

较佳地，所述中继节点进一步用于，确定减小所发送的广播消息的发射功率后，所述过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；确定增大所发送的广播消息的发射功率后，所述轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

一种中继节点，包括：

确定单元，用于确定中继节点是否处于过载或轻载状态；

执行单元，用于当确定结果为处于过载状态时，按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，当确定结果为处于轻载状态时，按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率。

较佳地，所述确定单元进一步用于，在下行方向，接收来自基站的通知消息，根据所述通知消息确定中继节点是否处于过载或轻载状态。

较佳地，所述执行单元进一步用于，确定减小所发送的广播消息的发射功率后，中继节点的过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；确定增大所发送的广播消息的发射功率后，中继节点的轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

可见，采用本发明的技术方案，当中继节点处于过载状态时，减小所发送的广播消息的发射功率，而发射功率的减小则意味着UE所收到的来自中继节点的信干比的减小，这样，UE将中继节点作为接入点的可能性就会降低，即更多的UE会接入到基站中；而当中继节点处于轻载状态时，增大所发送的广播消息的发射功率，而发射功率的增大则意味着UE所收到的来自中继节点的信干比的增大，这样，UE将中继节点作为接入点的可能性就会增大，即更多的UE会接入到中继节点中；通过这种方式，使得中继接入链路的吞吐量与中继回传链路的吞吐量趋于平衡，从而解决现有技术中存在的瓶颈效应问题，进而提高系统的平均吞吐量并改善系统的服务性能。

附图说明

图1为本发明方法实施例的流程图。

图2为本发明方法第一较佳实施例的流程图。

图3为本发明方法第二较佳实施例的流程图。

图4为本发明方法第三较佳实施例的流程图。

图5为本发明方法第四较佳实施例的流程图。

图6为本发明系统实施例的组成结构示意图。

图7为本发明中继节点实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种全新的LTE-A系统中的UE接入方案。现有技术中，当UE需要接入LTE-A系统时，会首先接收来自不同接入点，包括基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为实际接入点，并完成后续的接入过程。本发明所述方案中，通过控制UE的接入，来解决中继回传链路以及中继接入链路的瓶颈效应问题，具体来说，如果出现中继回传链路的瓶颈效应问题，那么则说明中继节点处于过载状态，因此需要适当地减少中继节点中的UE的接入量；如果出现中继接入链路的瓶颈效应问题，那么则说明中继节点处于轻载状态，因此需要适当地增加中继节点中的UE的接入量。通过这种方式，使得中继接入链路的吞吐量与中继回传链路的吞吐量趋于平衡，从而解决现有技术中的瓶颈效应问题，进而提高系统的平均吞吐量并改善系统的服务性能。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。

图1为本发明方法实施例的流程图。如图1所示，包括以下步骤：

步骤11：中继节点确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则执行步骤12，如果处于轻载状态，则执行步骤13。

本步骤中，在上行方向，中继节点可根据自身的负载情况，确定自身是否处于过载或轻载状态。具体确定方式可以为：如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差的绝对值小于某一预先设定的阈值，则认为中继节点处于正常状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差小于零且其绝对值大于所述阈值，则认为中继节点处于过载状态；反之，如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差大于零且其绝对值之差大于所述阈值，则认为中继节点处于轻载状态。具体何种负载状态下认为是过载状态，何种负载状态下认为是轻载状态可根据实际需要而定。

在下行方向，需要由基站来确定中继节点是否处于过载或轻载状态，具体确定方式可与上述确定方式相同；一旦确定出中继节点处于过载或轻载状态，则基站会向中继节点发送通知消息，将确定出的状态通知给中继节点。

另外，需要说明的是，在实际应用中，一个基站通常对应多个中继节点，那么对于每个中继节点，均按照上述方式进行处理即可。后续涉及到中继节点的步骤，均是对每个中继节点均适用的。

步骤12：减小所发送的广播消息的发射功率。

在实际应用中，中继终端会周期性地发送广播消息，以便UE进行接入点的选择等。如果步骤11中确定出中继节点处于过载状态，那么则说明出现了中继回传链路的瓶颈效应问题，即中继回传链路的吞吐量小于中继接入链路的吞吐量，因此本步骤中，减小所发送的广播消息的发射功率，而本领域技术人员公知，发射功率的减小即意味着UE所收到的来自中继节点的信干比的减小，这样，UE将中继节点作为接入点的可能性就会降低，即更多的UE会接入到基站中，从而使得中继接入链路的吞吐量与中继回传链路的吞吐量趋于平衡。

步骤13：增大所发送的广播消息的发射功率。

如果步骤11中确定出中继节点处于轻载状态，那么则说明出现了中继接入链路的瓶颈效应问题，即中继接入链路的吞吐量小于中继回传链路的吞吐量，因此本步骤中，增大所发送的广播消息的发射功率，而本领域技术人员公知，发射功率的增大即意味着UE所收到的来自中继节点的信干比的增大，这样，UE将中继节点作为接入点的可能性就会增大，即更多的UE会接入到中继节点中，从而使得中继接入链路的吞吐量与中继回传链路的吞吐量趋于平衡。

步骤12和13中，具体将发射功率减小或增大多少可根据实际需要而定。

步骤14：UE接收来自基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入。

在实际应用中，基站也会周期性地发送广播消息。当UE需要接入LTE-A系统时，首先根据接收到的来自基站以及中继节点的广播消息，确定不同广播消息所对应的信干比，如何确定为现有技术，不再赘述；然后，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端，可能为基站，也可能为中继节点作为接入点，并完成后续接入过程。

另外，本实施例中，中继节点在减小所发送的广播消息的发射功率，并将广播消息发送完毕后，可进一步判断自身的过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，可在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率。比如，之前已经将发射功率减小了X瓦(W)，在此基础上，再减小XW，以便进一步降低UE接入到中继节点中的可能性，如果已经缓解，则可在下一次发送广播消息时，将发射功率调整回原始值。

中继节点在增大所发送的广播消息的发射功率，并将广播消息发送完毕后，可进一步判断自身的轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则可在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率，以便进一步增大UE接入到中继节点中的可能性，如果已经缓解，则可在下一次发送广播消息时，将发射功率调整会原始值。

下面通过较佳实施例，对本发明所述方案作进一步地说明。

图2为本发明方法第一较佳实施例的流程图。该较佳实施例用于说明下行中继回传链路出现瓶颈效应时UE的接入过程。如图2所示，包括：

步骤21：基站向中继节点发送通知消息，通知中继节点其处于过载状态。

步骤22：中继节点减小所发送的广播消息的发射功率。

步骤23：UE接收来自基站以及中继节点的广播消息，选择基站作为接入点。

步骤24：UE接入基站。

步骤25：UE和基站间进行数据传输。

图3为本发明方法第二较佳实施例的流程图。该较佳实施例用于说明上行中继回传链路出现瓶颈效应时UE的接入过程。

与图2所示较佳实施例相比，图3所示较佳实施例的区别在于由中继节点自己确定自身处于过载状态，而不是由基站来通知中继节点，其它步骤的具体实现与图2所示较佳实施例相同，不再赘述。

图4为本发明方法第三较佳实施例的流程图。该较佳实施例用于说明下行中继接入链路出现瓶颈效应时UE的接入过程。如图4所示，包括：

步骤41：基站向中继节点发送通知消息，通知中继节点其处于轻载状态。

步骤42：中继节点增大所发送的广播消息的发射功率。

步骤43：UE接收来自基站以及中继节点的广播消息，选择中继节点作为接入点。

步骤44：UE接入中继节点。

步骤45：UE和中继节点间进行数据传输。

图5为本发明方法第四较佳实施例的流程图。该较佳实施例用于说明上行中继接入链路出现瓶颈效应时UE的接入过程。

与图4所示较佳实施例相比，图5所示较佳实施例的区别在于由中继节点自己确定自身处于轻载状态，而不是由基站来通知中继节点，其它步骤的具体实现与图4所示较佳实施例相同，不再赘述。

基于上述方法，图6为本发明系统实施例的组成结构示意图。如图6所示，包括：

基站61，用于发送广播消息；

中继节点62，用于确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，如果处于轻载状态，则按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；

UE 63，用于接收来自基站61以及中继节点62的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入。

其中，基站61可进一步用于，在下行方向，当确定中继节点62处于过载或轻载状态时，向中继节点62发送通知消息，将确定出的状态通知给中继节点62。

中继节点62可进一步用于，确定减小所发送的广播消息的发射功率后，自身的过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；确定增大所发送的广播消息的发射功率后，自身的轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

图7为本发明中继节点实施例的组成结构示意图。如图7所示，包括：

确定单元71，用于确定中继节点是否处于过载或轻载状态；

执行单元72，用于当确定结果为处于过载状态时，按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，当确定结果为处于轻载状态时，按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率。

其中，确定单元71进一步用于，在下行方向，接收来自基站的通知消息，根据所述通知消息确定中继节点是否处于过载或轻载状态。

执行单元72进一步用于，确定减小所发送的广播消息的发射功率后，中继节点的过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；确定增大所发送的广播消息的发射功率后，中继节点的轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

图6和7所示系统和装置实施例的具体工作流程请参照图1所示方法实施例中的相应说明，此处不再赘述。

总之，采用本发明的技术方案，当中继节点处于过载状态时，减小所发送的广播消息的发射功率，而发射功率的减小则意味着UE所收到的来自中继节点的信干比的减小，这样，UE将中继节点作为接入点的可能性就会降低，即更多的UE会接入到基站中；而当中继节点处于轻载状态时，增大所发送的广播消息的发射功率，而发射功率的增大则意味着UE所收到的来自中继节点的信干比的增大，这样，UE将中继节点作为接入点的可能性就会增大，即更多的UE会接入到中继节点中；通过这种方式，使得中继接入链路的吞吐量与中继回传链路的吞吐量趋于平衡，从而解决了现有技术中存在的瓶颈效应问题，进而提高了系统的服务性能，并提高了系统的平均吞吐量。

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 (6)

1.一种高级长期演进系统中的用户终端接入方法，其特征在于，该方法包括：

中继节点确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，如果处于轻载状态，则按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；

用户终端接收来自基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入；

其中，所述中继节点确定自身是否处于过载或轻载状态包括：

在上行方向，所述中继节点根据自身的负载情况，确定自身是否处于过载或轻载状态；

在下行方向，所述基站确定所述中继节点是否处于过载或轻载状态，并将确定出的状态通过通知消息发送给所述中继节点，所述中继节点通过接收来自基站的通知消息，确定自身是否处于过载或轻载状态；

所述确定所述中继节点是否处于过载或轻载状态包括：如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差的绝对值小于一预先设定的阈值，则认为中继节点处于正常状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差小于零且其绝对值大于所述阈值，则认为中继节点处于过载状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差大于零且其绝对值之差大于所述阈值，则认为中继节点处于轻载状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

中继节点确定减小所发送的广播消息的发射功率后，所述过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；

中继节点确定增大所发送的广播消息的发射功率后，所述轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

3.一种高级长期演进系统中的用户终端接入系统，其特征在于，包括：

基站，用于发送广播消息；

中继节点，用于确定自身是否处于过载或轻载状态，如果处于过载状态，则按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，如果处于轻载状态，则按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；

用户终端，用于接收来自基站以及中继节点的广播消息，并确定不同广播消息所对应的信干比，将取值最大的信干比所对应的广播消息的发送端作为接入点，并完成接入；

所述基站进一步用于，在下行方向，当确定中继节点处于过载或轻载状态时，向中继节点发送通知消息，将确定出的状态通知给中继节点；

其中，所述确定所述中继节点是否处于过载或轻载状态包括：如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差的绝对值小于一预先设定的阈值，则认为中继节点处于正常状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差小于零且其绝对值大于所述阈值，则认为中继节点处于过载状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差大于零且其绝对值之差大于所述阈值，则认为中继节点处于轻载状态。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述中继节点进一步用于，确定减小所发送的广播消息的发射功率后，所述过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；确定增大所发送的广播消息的发射功率后，所述轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

5.一种中继节点，其特征在于，包括：

确定单元，用于确定中继节点是否处于过载或轻载状态；

执行单元，用于当确定结果为处于过载状态时，按照预定要求，减小所发送的广播消息的发射功率，当确定结果为处于轻载状态时，按照预定要求，增大所发送的广播消息的发射功率；

所述确定单元进一步用于，在下行方向，接收来自基站的通知消息，根据所述通知消息确定中继节点是否处于过载或轻载状态，所述通知消息中携带有所述基站确定所述中继节点是否处于过载或轻载状态的确定结果；

其中，所述确定所述中继节点是否处于过载或轻载状态包括：如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差的绝对值小于一预先设定的阈值，则认为中继节点处于正常状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差小于零且其绝对值大于所述阈值，则认为中继节点处于过载状态；如果中继回传链路的吞吐量与中继接入链路的吞吐量之差大于零且其绝对值之差大于所述阈值，则认为中继节点处于轻载状态。

6.根据权利要求5所述的中继节点，其特征在于，所述执行单元进一步用于，确定减小所发送的广播消息的发射功率后，中继节点的过载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步减小发射功率；确定增大所发送的广播消息的发射功率后，中继节点的轻载状态是否已经得到缓解，如果未缓解，则在下一次发送广播消息时，进一步增大发射功率。

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