CN109788490A - 基站覆盖范围控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种基站覆盖范围控制方法和装置。其中，基站覆盖范围控制方法包括：接收终端发送的Msg1消息，并根据Msg1消息获取终端的定时提前量；若判断获知终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向终端发送携带的随机接入前导码不为终端的随机接入前导码的Msg2消息。本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法和装置，通过在终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量时，不允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

Description

基站覆盖范围控制方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种基站覆盖范围控制方法和装置。

背景技术

根据LTE协议规范，终端每隔一分钟或几分钟监测一次周围邻区信号，若存在优先级更高的相邻小区，则终端切换到优先级更高的相邻小区。为了确保每个经过特定LTE基站(eNB或eNodeB)的终端(User Equipment，简称UE)都能切换到该特定LTE基站，因此要求终端检测到该特定LTE基站信号的持续时间不小于一分钟。对于高速运动的终端而言，其一分钟移动的距离比较大(例如，处在以90km/h速度移动的汽车上的终端，其一分钟移动的距离达到1500米)。终端可以为手机终端或其他无线通信终端。

现有技术中，通过LTE基站提高发射功率的方法，使得终端能够在距离基站较远时检测到基站发射的信号。但由于容量等原因的限制，一个LTE基站的有效覆盖范围不能太大，这与前面的需求相矛盾。即目前的基站覆盖范围控制方法不能同时实现既满足终端在较远距离也能检测到特定LTE基站信号的需求，又满足该特定LTE基站有效覆盖范围不太大的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基站覆盖范围控制方法和装置。

第一方面，本发明实施例提供一种基站覆盖范围控制方法，包括：

接收终端发送的Msg1消息，并根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量；

若判断获知所述终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。

第二方面，本发明实施例提供一种基站覆盖范围控制方法，包括：

接收终端发送的Msg1消息，根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量，并根据所述终端的定时提前量，获取所述终端与基站之间的距离；

若判断获知所述终端与基站之间的距离大于所述基站的覆盖半径，则向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。

第三方面，本发明实施例提供一种基站覆盖范围控制装置，包括：

提前量获取模块，用于接收终端发送的Msg1消息，并根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量；

提前量判断模块，用于若判断获知所述终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。

本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法和装置，通过在终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量时，不允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法的流程图；

图3为根据本发明实施例提供的基站覆盖范围控制装置的功能框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服现有技术的上述问题，本发明实施例提供一种基站覆盖范围控制方法和装置，其发明构思是，在不降低基站发射功率的情况下，通过测量终端发射信号到基站的传输时延而计算出终端与LTE基站之间的距离，并以此为依据判断是否允许该终端接入，实现对终端的接入控制，进而实现对基站覆盖范围的控制。

图1为根据本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法的流程示意图。如图1所示，一种基站覆盖范围控制方法包括：步骤S101、接收终端发送的Msg1消息，并根据Msg1消息获取终端的定时提前量。

需要说明的是，本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法的执行主体为基站覆盖范围控制装置。基站可以为LTE基站。

对于LTE系统，基于竞争的随机接入(Random Access，简称RA)过程中，终端先向基站发起随机接入，具体为终端向基站发送Msg1消息。

Msg1消息携带随机接入前导码(Random Access Preamble或RA Preamble，简称Preamble)。随机接入前导码，指上行随机接入信道的随机接入前导码(Random AccessPreamble on RACH in uplink)。其中，RACH指随机接入信道(Random Access Channel)。

随机接入前导码集合是由物理层生成的最大数目为64个Zadoff-Chu序列及其移位序列组成的。

eNB侧的RRC(无线资源控制，Radio Resource Control)分配部分或全部Preamble序列的索引值用于竞争随机接入，并通过系统信息SIB2广播到UE。UE随机接入需要的PRACH物理信道资源，如PRACH(物理随机接入信道，Physical Random Access Channel)个数和时频位置等，也由RRC通过系统消息SIB2广播到UE。

UE根据从SIB2中获取到的信息，生成随机接入前导码，并在PRACH信道的相应随机接入资源上发起随机接入。

SIB(系统信息块，System Information Block)用于包含实际系统信息，总共有19种类型的SIB。其中，SIB2消息包含URA(UTRAN Registration Area，UMTS陆地无线接入网注册区域)的信息和UE定时器/计数器。通用移动通信系统，简称UMTS(Universal MobileTelecommunications System)。

基站接收终端发送的Msg1消息之后，根据Msg1消息通过测量获取终端的定时提前量(又称定时提前，Time Advance，简称TA)。

由于终端和基站总是存在一定的物理距离，当终端和基站进行通信时，会造成信号传递的时延，如果不采取措施，时延会导致基站收到的终端在本时隙上发送的消息与基站在其下一个时隙收到的另一个消息重叠，导致无法正确解码信息。

根据Msg1消息通过测量获取终端的定时提前量，可以采用现有技术中任一种获取定时提前量的方法，本发明实施例对此不作具体限制。

步骤S102、若判断获知终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向终端发送携带的随机接入前导码不为终端的随机接入前导码的Msg2消息。

获取终端的定时提前量之后，判断终端的定时提前量是否大于基站的最大定时提前量MAX_TA。

基站的最大定时提前量，与基站的覆盖半径有关。

若判断获知终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，说明终端已在基站的覆盖范围之外，因此，基站向终端响应随机接入前导码时，将Msg2消息中携带的随机接入前导码设置为与该终端的随机接入前导码不同，并向该终端发送该Msg2消息。也就是说，向该终端回复的Msg2消息中不包含该终端的Preamble。

Msg2消息用于向发出Msg1消息的终端进行随机接入前导码的响应。这一步骤称为随机接入响应(RA Response或Random Access Response，简称RAR)，具体为介质访问控制层(又称媒体介入控制层，Media Access Control，简称MAC)在下行共享信道(DownlinkShared Channel，简称DL-SCH)的随机接入响应(即Random Access Response generatedby MAC on DL-SCH)。

Msg2消息携带有：RA Preamble(供UE进行匹配操作)、UE的上行定时提前量TA(11位，粗调)、回退参数(Backoff Indicator，简称BI，用于重新发起RA Preamble应延迟的时间以再次接入)、为传输Msg3分配的PUSCH(物理上行随机信道，Physical Uplink SharedChannel)上行调度信息UL_Grant(包括是否跳频、调制编码率、接入资源和接入时刻等内容)、Temple C-RNTI(供Msg3加扰使用)。

基站在PRACH中盲检测随机接入前导码，如果基站检测到了随机接入前导序列码，则上报给MAC，并会在随机接入响应窗口内，在物理下行共享信道PDSCH(PhysicalDownlink Shared Channel)中反馈MAC的随机接入响应Radom Access Response。

可以理解的是，终端接收基站发送的Msg2消息之后，获知该Msg2消息中的RAPreamble并不是该终端向该基站发送的Msg1消息中的RA Preamble，表明本次接收RAR失败，则将本地变量PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER加1，判断本地变量PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER的值是否超过预设的最大次数，若本地变量PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER的值等于(preambleTransMax+1)，则通知协议上层“本次RA失败”；若本地变量PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER的值小于(preambleTransMax+1)，且该终端向该基站发送的Msg1消息中的RA Preamble是由UE侧MAC选择的，则UE将0到backoff参数之间随机选择一个值，作为当前失败时刻到下一次发送RA Preamble时刻之间的时延，选择时频资源位置，重新发起RA过程。

可以理解的是，UE侧在每次发起RA的过程中，会维护一个计数器PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER(本地参数)，其取值范围是[0，preambleTransMax]。一旦超过该计数器的值超过preambleTransMax值，则表示本次RA失败。参数preambleTransMax表示本次RA Preamble发送(含重传)的最大次数(即预设的最大次数)，包含在SIB2中的RACH-ConfigCommon字段中，范围从3到200不等。

backoff参数表示上次接收RAR失败到下次重新发送RA Preamble之间的最大延时，单位是ms。eNB侧的MAC层通过RAR消息将backoff参数配置到UE。backoff参数的范围是0-960ms；如果值属于缺省(Reserved)，则按照960ms处理。

可以理解的是，由于LTE协议并没有明确说明，通知协议上层“本次RA失败”之后，UE根据UE侧基带芯片厂商预先的自行设定，继续执行新一次的RA过程，或者执行扫频选小区，或者执行换网过程。

可以理解的是，UE在RAR响应窗口内没有收到RAR，也表明本次接收RAR失败，则执行将本地变量PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER加1，并判断PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER的值是否超过预设的最大次数的步骤。

可以理解的是，若判断获知终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，基站还可以不向该UE发送随机接入响应。

本发明实施例通过在终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量时，不允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

基于上述各实施例的内容，向终端发送携带的随机接入前导码不为终端的随机接入前导码的Msg2消息之前还包括：将Msg2消息携带的回退参数设置为允许的最大值。

具体地，为了实现初始在基站覆盖区域外后移动到该基站覆盖区域内终端能够尽可能地接入到该基站，在基站向终端回复Msg2消息之前，除了将Msg2消息中携带的随机接入前导码设置为与该终端的随机接入前导码不同之外，还将Msg2消息携带的回退参数置为允许的最大值，以增加当前随机接入失败时刻到下一次发送Preamble时刻的时延。基站完成上述对Msg2消息中的参数的设置后，再向终端回复Msg2消息。

例如，由于backoff参数的范围是0-960ms，即将该Msg2消息中的回退参数设置为960ms。

本发明实施通过将不包含该UE的RA Preamble的Msg2消息中的回退参数设置为允许的最大值，能增加UE尝试接入基站的延迟时间，以保证初始在基站覆盖区域外后移动到该基站覆盖区域内终端能够尽可能地接入到该基站，提高通信质量。

基于上述各实施例的内容，基站覆盖范围控制方法还包括：将SIB2消息中携带的参数preambleTransMax设置为允许的最大值，并广播SIB2消息。

具体地，为了实现初始在基站覆盖区域外后移动到该基站覆盖区域内终端能够尽可能地接入到该基站，步骤S101之前，基站广播SIB2消息之前，先将SIB2消息中携带的参数preambleTransMax设置为允许的最大值，将SIB2消息中携带的参数preambleTransMax设置为允许的最大值之后，再广播SIB2消息。

例如，可以将SIB2消息中的参数preambleTransMax的设置为200。

本发明实施通过将SIB2消息中的参数preambleTransMax设置为允许的最大值，能增加UE尝试接入基站的次数，以保证初始在基站覆盖区域外后移动到该基站覆盖区域内终端能够尽可能地接入到该基站，提高通信质量。

基于上述各实施例的内容，根据Msg1消息获取终端的定时提前量之后还包括：若判断获知终端的定时提前量不大于基站的最大定时提前量，则向终端发送携带的随机接入前导码为终端的随机接入前导码的Msg2消息。

具体地，获取终端的定时提前量之后，判断终端的定时提前量是否大于基站的最大定时提前量。

若判断获知终端的定时提前量不大于基站的最大定时提前量，说明终端已在基站的覆盖范围之内，因此，基站正常回应Msg2消息，即向终端响应随机接入前导码时，将Msg2消息中携带的随机接入前导码设置为该终端的Preamble，并向该终端发送该Msg2消息。也就是说，向该终端回复的Msg2消息中包含该终端的Preamble。

可以理解的是，终端接收基站发送的Msg2消息之后，获知该Msg2消息中的RAPreamble就是该终端向该基站发送的Msg1消息中的RA Preamble，则发送Msg3消息。

发送Msg3消息的过程为上行共享信道(Uplink Shared Channel，简称UL-SCH)首次调度上行(Uplink)传输(First scheduled UL transmission on UL-SCH)。具体地，UE根据RA Response中的TA调整量可以获得上行同步，并在基站为其分配的上行资源中传输Msg3消息，以便进行后续的数据传输。

基站接收到Msg3消息后，向UE发送Msg4消息，完成下行竞争解决(ContentionResolution on DL)。

至此，整个基于竞争的随机接入过程完成，成功实现基于竞争的随机接入过程。

本发明实施例通过在终端的定时提前量不大于基站的最大定时提前量时，允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

基于上述各实施例的内容，接收终端发送的Msg1消息之前还包括：根据基站的覆盖半径，获取基站的最大定时提前量。

可以理解的是，在接收终端发送的Msg1消息之前，基站根据基站的覆盖半径，获取基站的最大定时提前量。具体地，可以在广播SIB2消息之前，根据基站的覆盖半径，获取基站的最大定时提前量MAX_TA。

本发明实施例根据基站的覆盖半径，获取基站的最大定时提前量，并根据终端的定时提前量和基站的最大定时提前量之间的大小关系，决定是否允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

基于上述各实施例的内容，根据基站的覆盖半径，获取基站的最大定时提前量的具体步骤包括：根据上行同步的粒度，确定上行同步的粒度对应的基站与终端间的距离分辨粒度；根据基站的覆盖半径和距离分辨粒度，确定基站的最大定时提前量。

具体地，根据LTE系统的上行同步的粒度，可以确定上行同步的粒度对应的基站与终端间的距离分辨粒度。

LTE系统的上行同步的粒度为16个时隙(16Ts，即0.52μs)，对应的eNB与UE间距离分辨粒度为78.125米。

根据基站的覆盖半径L，可以确定基站的最大定时提前量MAX_TA为MAX_TA＝L/78.125。

本发明实施例根据基站的覆盖半径和上行同步的粒度，确定基站的最大定时提前量，能获得准确的基站的最大定时提前量，从而能根据基站的最大定时提前量和终端的定时提前量，决定是否允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

为了便于对本发明各实施例的理解，下面通过一个实例说明基站覆盖范围控制方法的具体实现过程。图2为根据本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法的流程图。具体地基站覆盖范围控制方法的流程如图2所示。

首先根据LTE基站的覆盖半径L，计算LTE基站的最大定时提前量MAX_TA。

当希望LTE基站的覆盖半径不超过500米时，认为LTE基站的覆盖半径L＝500米。

MAX_TA＝500/78.125＝6.4；取整数，则MAX_TA＝6。

可以在获取LTE基站的最大定时提前量后，执行图2未示出的步骤：将SIB2消息中的参数preambleTransMax的设置为200，并广播该SIB2消息。

如图2所示，获取LTE基站的最大定时提前量后，对于接收的每一Msg1消息，根据该Msg1消息获取发送该Msg1消息的UE的定时提前量TA，并判断该UE的TA值是否小于MAX_TA。

若小于(TA值小于6)，则向该UE回复包含该UE的Preamble的Msg2消息；若大于(TA值大于6)，则向该UE回复不包含该UE的Preamble的Msg2消息。

可以在向该UE回复不包含该UE的Preamble的Msg2消息之前，执行图2未示出的步骤：将Msg2消息中的回退参数设置为960ms或缺省值。

通过执行上面的步骤，距离LTE基站468米以内的终端可以正常接入该LTE基站；距离LTE基站468米以外的终端有200次机会尝试接入LTE基站，并在每次尝试接入之前随机延迟0～960ms；距离LTE基站468米以外的终端在尝试接入LTE基站的过程中，如移动到距离LTE基站468米以内后终端实现接入LTE基站。

基于上述各实施例的内容，一种基站覆盖范围控制方法包括：接收终端发送的Msg1消息，根据Msg1消息获取终端的定时提前量，并根据终端的定时提前量，获取终端与基站之间的距离；若判断获知终端与基站之间的距离大于基站的覆盖半径，则向终端发送携带的随机接入前导码不为终端的随机接入前导码的Msg2消息。

可以理解的是，还可以在获取终端的定时提前量后，根据LTE系统的上行同步的粒度和上行同步的粒度对应的基站与终端间的距离分辨粒度，确定终端与基站之间的距离，并根据终端与基站之间的距离是否大于基站的覆盖半径，决定是否允许该终端接入。

终端与基站之间的距离，等于终端的定时提前量和基站与终端间的距离分辨粒度的乘积。

若判断获知终端与基站之间的距离大于基站的覆盖半径，说明终端已在基站的覆盖范围之外，因此，基站向终端响应随机接入前导码时，将Msg2消息中携带的随机接入前导码设置为与该终端的随机接入前导码不同，并向该终端发送该Msg2消息。也就是说，向该终端回复的Msg2消息中不包含该终端的Preamble。

若判断获知终端与基站之间的距离不大于基站的覆盖半径，说明终端已在基站的覆盖范围之内，因此，基站正常回应Msg2消息，即向终端响应随机接入前导码时，将Msg2消息中携带的随机接入前导码设置为该终端的Preamble，并向该终端发送该Msg2消息。也就是说，向该终端回复的Msg2消息中包含该终端的Preamble。

可以理解的是，若判断获知终端与基站之间的距离大于基站的覆盖半径，基站还可以不向该UE发送随机接入响应。

本发明实施例根据终端的定时提前量获取终端与基站之间的距离，并根据终端与基站之间的距离和基站的覆盖半径之间的大小关系，决定是否允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

图3为根据本发明实施例提供的基站覆盖范围控制装置的功能框图。基于上述各实施例的内容，如图3所示，该装置包括提前量获取模块301和提前量判断模块302，其中：

提前量获取模块301，用于接收终端发送的Msg1消息，并根据Msg1消息获取终端的定时提前量；

提前量判断模块302，用于若判断获知终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向终端发送携带的随机接入前导码不为终端的随机接入前导码的Msg2消息。

具体地，提前量获取模块301接收终端发送的Msg1消息之后，根据Msg1消息通过测量获取终端的定时提前量。

提前量判断模块302判断终端的定时提前量是否大于基站的最大定时提前量，若判断获知终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，说明终端已在基站的覆盖范围之外，因此，基站向终端响应随机接入前导码时，将Msg2消息中携带的随机接入前导码设置为与该终端的随机接入前导码不同，并向该终端发送该Msg2消息。也就是说，向该终端回复的Msg2消息中不包含该终端的Preamble。

本发明实施例提供的基站覆盖范围控制装置，用于执行本发明实施例提供的基站覆盖范围控制方法，该基站覆盖范围控制装置包括的各模块实现相应功能的具体方法和流程详见上述各基站覆盖范围控制方法的实施例，此处不再赘述。

该基站覆盖范围控制装置用于前述各实施例的基站覆盖范围控制方法。因此，在前述各实施例中的基站覆盖范围控制方法中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各执行模块的理解。

本发明实施例通过在终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量时，不允许该终端接入，实现在不降低基站发射功率的情况下对终端的接入控制和对基站覆盖范围的控制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基站覆盖范围控制方法，其特征在于，包括：

接收终端发送的Msg1消息，并根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量；

若判断获知所述终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。

2.根据权利要求1所述的基站覆盖范围控制方法，其特征在于，所述向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息之前还包括：

将所述Msg2消息携带的回退参数设置为允许的最大值。

3.根据权利要求1所述的基站覆盖范围控制方法，其特征在于，还包括：将SIB2消息中携带的参数preambleTransMax设置为允许的最大值，并广播所述SIB2消息。

4.根据权利要求1所述的基站覆盖范围控制方法，其特征在于，所述根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量之后还包括：

若判断获知所述终端的定时提前量不大于所述基站的最大定时提前量，则向所述终端发送携带的随机接入前导码为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。

5.根据权利要求1至4任一所述的基站覆盖范围控制方法，其特征在于，所述接收终端发送的Msg1消息之前还包括：

根据所述基站的覆盖半径，获取所述基站的最大定时提前量。

6.根据权利要求5所述的基站覆盖范围控制方法，其特征在于，所述根据所述基站的覆盖半径，获取所述基站的最大定时提前量的具体步骤包括：

根据上行同步的粒度，确定所述上行同步的粒度对应的基站与终端间的距离分辨粒度；

根据所述基站的覆盖半径和所述距离分辨粒度，确定所述基站的最大定时提前量。

7.一种基站覆盖范围控制方法，其特征在于，包括：

接收终端发送的Msg1消息，根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量，并根据所述终端的定时提前量，获取所述终端与基站之间的距离；

若判断获知所述终端与基站之间的距离大于所述基站的覆盖半径，则向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。

8.一种基站覆盖范围控制装置，其特征在于，包括：

提前量获取模块，用于接收终端发送的Msg1消息，并根据所述Msg1消息获取所述终端的定时提前量；

提前量判断模块，用于若判断获知所述终端的定时提前量大于基站的最大定时提前量，则向所述终端发送携带的随机接入前导码不为所述终端的随机接入前导码的Msg2消息。